Геотермальні джерела: перспектива будівництва невеликих геотермальних електростанцій
Як відомо основним джерелом геотермальної енергії є постійний потік тепла від розжарених надр в центрі Землі, спрямований до поверхні Землі. Цього тепла достатньо, щоб розплавити гірські породи під земною корою, перетворюючи їх на магму. Більша частина магми залишається під землею і, подібно до печі, нагріває оточуюче середовище. Якщо підземні води стикаються з цим теплом, вони можуть нагріватися до температури понад 370°С. Температура ядра Землі сягає близько 5000°С. У середньому температура підвищується на 3°С через кожні 100 м заглиблення в Землю. Розрахунки показують, що всередині Землі тепла набагато більше, ніж можна було б добути його у ядерних реакторах при розщепленні всіх земних запасів урану і торію. Якщо людство буде використовувати лише геотермальну енергію, мине 40 млн. років, перш ніж температура надр Землі знизиться тільки на півградуса. У деяких місцях, особливо на межах тектонічних плит материків, а також у, так званих, „гарячих точках” тепло підходить так близько до поверхні, що його можна добувати за допомогою геотермальних бурових свердловин. Використання цієї енергії навіть у невеликих обсягах може значно поліпшити енергетичний баланс України на перспективу.
Геотермальну енергію давно і широко використовують Ісландія, США, Нова Зеландія, Франція, Угорщина та багато інших країн. У м. Рейк’явік (Ісландія) геотермальна опалювальна система потужністю 350 МВт обслуговує понад 100 тис. жителів. В Угорщині площа геотермальних теплиць сягає 1,5 млн. м2. На ці та інші потреби кожного року використовується 30 млн. Гкал геотермальної енергії. Одна із найпотужніших у світі геотермальних електростанцій (1400 МВт) знаходиться у районі Гейзере (США). Цей вид геотермальної енергії широко застосовується у країнах Європи і США для опалення будинків, виробничих приміщень, тваринницьких ферм за допомогою теплообмінників і теплонасосних установок. Це дає можливість економити до 50-70% тепла, яке використовується для створення температурного режиму у приміщеннях.
Геотермальні води характеризуються багатьма факторами. Зокрема, за температурою (слабкотермальні – до 40°С, високотермальні – 60-100°С, перегріті – понад 100°С), мінералізацією, кислотністю, газовим вмістом, тиском, глибиною залягання.
Використання геотермальної енергетики особливо перспективне у зонах вулканічного поясу, де на поверхню виходить перегріта пара. Вулканічні термальні свердловини (глибина залягання термічної енергії в них незначна) вже дають промислову енергію в США, Японії, Новій Зеландії і Ісландії.
В Україні значні запаси геотермальних вод є на Закарпатті, у Криму, а також у Львівській, Донецькій, Запорізькій, Луганській, Полтавській, Харківській, Херсонській, Чернігівській та інших областях. Ці запаси вже сьогодні рентабельно використовуються не тільки для теплопостачання різних споживачів, а й для виробництва електроенергії. Доцільність розвитку геотермальної енергії на вищезгаданих територіях, які за своїм тепловим еквівалентом перевищують запаси традиційного енергетичного палива, очевидна на перспективу. Ціни на енергоносії і перспективи їх росту роблять економічно вигідним будівництво геотермальних електростанцій у згаданих регіонах у найближчий час. Значно покращити ситуацію з теплопостачанням споживачів дозволить використання потенціалу навіть слаботермальних вод (від +30°С), запаси яких у багатьох регіонах країни доволі значні. Показники ефективності енергії найбільш перспективних в Україні площ в інтервалі глибин 3-10 км відповідають близько 15 трлн. т умовного палива (у. п.), до 7 км - 3 трлн. т у. п.
Найбільш перспективним в Україні для розвитку геотермальної енергетики є регіон Закарпаття, де за геологічними та географічними показниками на глибині 6 км температура гірських порід сягає 230-275°С.Тут доцільно використовувати геотермальні бурові свердловини глибиною від 55 до 1500 м, у яких температура води в гирлі свердловин сягає 40-60°С, а при глибинах до 2000 м температура зростає до 90-100°С. Варто відзначити економічну доцільність використання геотермальних вод таких родовищ як Брегівське, Косинське, Залезьке, Тереблянське, Велятинське, Велико-Паладське, Велико-Бактянське, Ужгородське. Тепло цих родовищ можна використовувати за допомогою створення підземних циркуляційних систем.
На Закарпатті є унікальне місце площею 30 км2 - у районі с. Защелочі з температурою сухих порід + 200°С на глибині 4 тисяч метрів. Цих запасів вистачає для роботи невеликих геотермальних електричних станцій і тепличних агропромислових комплексів. Ще у 70-ті роки ХХ сторіччя Інститутом „Атомтеплоелектропроект” розроблено техніко-економічне обґрунтування геотермальної електростанції потужністю до 10 МВт на базі Залезької геотермальної площі з перспективою розширення енергетичних потужностей. Для розвитку геотермальної енергетики немає потреб створювати нові підприємства енергетичного машинобудування. Обладнання для геотермальних установок і систем можуть виробляти заводи, які вже існують. Значні ресурси геотермальної енергії має Крим, де потенційні експлуатаційні запаси геотермальних вод на глибині до 3000 м у межах Причорноморського басейну оцінюються Держкомгеологією України величиною до 27300 тис. м3. Найперспективнішими є Тарханкутський та Керченський півострови, де спостерігаються невеликі геотермальні градієнти, а температура гірських порід на глибині 3,5-4 км може сягати 160-180°С. на початку 80-х років ХХ сторіччя в результаті пошукових робіт у Сакському і на півдні Первомайського районів на глибині 1100-1200 м були досягнуті водоносні горизонти з температурою 50-60°С. У межах Сімферопольського і Красногвардійського районів були виявлені геотермальні води з температурою 80°С, що дозволило забезпечити теплом села Сизовку, Ільїнку, Трудове. Для покращення енергопостачання у Криму заплановано будівництво геотермальних електростанцій потужністю по 6 МВт у західній частині півострова, де на глибині 4 км є вода з температурою 250°С. Їх загальна потужність сягатиме понад 100МВт.
У Дніпровсько-Донецькій западині і в Донбасі в інтервалі глибин 4-10 км прогнозують ресурси геотермальної енергії у 9 трлн. т у. п., у тому числі до 7 км –1,9 трлн. т у. п. Щільність ресурсів на технологічно доступних глибинах 4-5 км сягає 7 млн. т у. п./км2.
Переваги геотермальної енергії визначаються тим , що геотермальна енергетика є екологічно чистою, економічно вигідною, відновлювальною і практично безвідходною при комбінованому способі використання (видобуток електроенергії та обігрів), вона повністю незалежна від умов навколишнього середовища, добових і річних циклів. Недоліками є необхідність зворотного закачування відпрацьованої води у водоносний горизонт, оскільки у високо мінералізованих термальних водах міститься велика кількість солей токсичних металів (бору, свинцю, цинку, кадмію, миш`яку тощо) і хімічних сполук (аміаку, сірковуглеводів, фенолів), що виключає скид цих вод у природні водні системи, розміщені на поверхні. Тож дослідники вказують на якість теплоносія, який вимагає додаткових витрат для зворотного закачування у водоносний горизонт, збільшення вартості спорудження свердловин зі збільшенням глибини, ймовірного засолення земель тощо. Над усуненням цих недоліків працюють вчені усього світу, включно з Україною.Цитування та використання будь-яких матеріалів порталу Etar на інших сайтах дозволяється лише з гіперпосиланням: www.etar.com.ua
