Перспективы бурения – это геотермальная энергетика?

МЭА, больше известное как Международное энергетическое агентство, обнародовало сведения за прошедший год, касающиеся лидеров по производству экологичной энергии – ими стали США, Филиппины и Индонезия. По словам аналитиков, геотермальная энергетика способна выйти на цифру в 100 ТWh уже к 2020 году, ведь ее преимущество перед тем же ветром или солнцем, в том, что она полностью исключает зависимость от погодных условий и отличается базисной выработкой электроэнергии с низким уровнем вредных выбросов, а значит способна много чего гарантировать своим потребителям.

Экологическая или альтернативная энергетика. Подробнее

«Зеленной» энергетикой обычно называют возобновляемые источники энергии, в список которых включают электростанции, работающие на энергии солнца, ветра, геотермальных источников, приливный силе, биотопливе и некоторых других редко встречающихся типах.

Сторонники и противники, так называемой чистой энергии, и по сей день ведут борьбу друг с другом, споря по большому счету об очень стремительном изучении новейших технологий ВИЭ. Одни не смолкая заявляют о том, как малы становятся запасы ископаемого топлива и как важно уже сейчас использовать новые технологии в области альтернативной энергетики. Другие же в свою очередь апеллируют тем, что в настоящий момент наша цивилизация далека в этой отрасли от совершенства, что применение разработок нового поколения и вовсе очень уж дорого, а неблагоприятные прогнозы по поводу исссякаемости углеводородов вообще сильно преувеличены.

Технология работы

Своим возникновением отрасль геотермальной энергетики обязана такому природному явлению, как повышение температуры подземной породы. Так каждые 36 метров вглубь температура увеличивается в среднем на один градус по Цельсию. Доступ к подземным нагретым водам можно получить не только используя скважины, ведь часть горячих источников представляют собой обычные гейзеры.

Говоря же о самих технологиях, то в большинстве своем геотермальные станции строятся в местах, где наиболее активны именно молодые вулканы. Ведь, основывая свою работу на использовании либо сухого пара, либо водяного пара или же применяя и тот и другой принцип важность обнаружения скважин, выпускающих из недр земли пар под настолько высоким давлением, что он нагревается до 300 градусов по Цельсию, играет здесь далеко велико-важную роль. Эти, так называемые, "горячие точки" располагаются обычно на границах тектонических плит в тех местах, где тонкий слой позволяет пару выходить наружу, однако высокие температуры и сильно раздробленная порода серьезно осложняют бурение и использование скважин.

К слову сказать, у Турции и Кении в этом плане довольно большой и богатый потенциал, вот только не все так просто. Турция конечно пытается нарастить мощности, чтобы не упустить хоть малейший шанс превратиться в значимую фигуру мирового рынка в вопросе геотермальной энергии и ее добычи, но наличие в породах известняка, при нагреве распадающегося на соединения кальция и углекислый газ, представляют собой стойкое препятствие, ухудшая экологическую обстановку страны, одновременно вселяя зерна сомнения в мировую общественность об экологичности собственной ГеоЭС.

Кстати о плохой репутации, нефтегазовые компании обзавелись ей из-за практики бурения, но, если говорить на чистоту то, достижения этой области по добыче газа и нефти на огромной глубине сделали возможным и развитие возобновляемой энергетики, в частности геотермальной энергетики. Впрочем, несмотря на это, на геотермальное бурение по-прежнему приходится лишь небольшая доля всего объема работ нефтегазовых компаний, вот почему развитие технологий в области бурения в секторе геотермальной энергетики обладает само собой большим потенциалом.

Сам подход к применению геотермальной энергии очень близок к тому пути, который используют нефтегазовые компании, бурящие скважины на глубине свыше 10 км. Так что, в целом, геотермальные проекты предоставляют дополнительные возможности и выгоду для нефтегазовых компаний в сфере технологических разработок и диверсификации источников прибыли.

Коротко о процессе работы

Геотермальные электростанции используют пар, который направляется в специальные резервуары, чтобы привести турбины, вырабатывающие электричество, в движение. Вот та причина, почему электростанции данного типа расположены в непосредственной близости от резервуаров, обеспечивающих их работу, а заодно и классификацию:

• Электростанции на сухом паре, считаются самыми старыми и наиболее простыми. Здесь пар перенаправляется на то, чтобы двигать турбины, а конденсированная вода - снова в резервуар.
• Парогидросистема как «сердце» электростанции - самый распространенный принцип работы системы. Достигая температуры от 182 C, вода направляется из резервуара вверх и за счет разницы температур и давления становится паром, который приводит в движении турбины, заставляя их вращаться и генерировать электроэнергию. Остатки воды и сконденсированный пар обратно впрыскиваются в скважину.
• Электростанции с бинарным циклом работают при довольно низких температурах в пределах 107 до 182 градусов Цельсия. Применение горячей воды, хранящейся в резервуаре, тут необходимо для того, чтобы испарялась вторичная жидкость через теплообменник, производя электричество.

Нетрадиционные геотермальные ресурсы с каждым годом все больше подпитывают к себе интерес, хотя сама идея применения геотермальной энергии в качестве системы способной вырабатывать энергию не представляет собой ничего нового.

Проекты

Первая геотермальная электростанция с использованием сухого пара была построена в 1904 г. на итальянской земле, где в наши дни проходит реализация проекта под названием «DESCRAMBLE». Начатый еще в мае 2015 года, он предположительно будет длиться еще около 3 лет. Причиной зарождения проекта стала теория, говорящая о том, что количество энергии, добытой из сверхкритической геотермальной скважины, будет в 10 раз больше, чем если бы оно было получено из традиционной геотермальной скважины. Главная цель – проведение термо-физической и химической диагностики глубоких резервуаров в условиях увеличения глубины скважины от 2,2 км до 3,5 км. При достижении положительного результата, проект перед ко второй стадии, главной задачей которой станет создание пилотной электростанции.

Примечательно, что, если проект окажется успешным, можно будет значительно повысить мощности, но использовать меньше скважин для создания все того же объема энергии. Такой шаг станет скачком для геотермальной энергетики, сделав ее более привлекательной отраслью, потому что на бурение затрачивается почти до 50% всех затрат, связанных с геотермальным проектом.

Сегодня проект стал на грань крупного технологического прорыва в области создания "сверхкритической" воды. Собственно, что это вообще такое – «сверхкритическая» вода?

Оказывается, обыкновенная вода при температурах свыше 374 C и давлении больше чем 218 бар достигает сверхкритического состояния и становится сродни мощной кислоте, потому что находится в таком физическом состоянии, которое соединяет в себе и жидкое. и газообразное состояния. Вся опасность кроется в ее поведении, будучи агрессивной, она вполне способна навредить бурильному оборудованию, а значит многократно усложнить сам процесс. Впрочем, скважинные инструменты не последняя сложность, пусть их и не так много, для движения проекта вперед и его постоянной разработки так же необходимы последующие исследования эффекта возможной коррозии от использования жидкостей для закачивания скважин на оборудование.

Существовал еще и второй проект глубокого бурения DDP-1, правда уже в Исландии. На этот раз, целью было бурение на глубину до 4 км, только вот геологи обнаружили на глубине 2 км лаву. В том месте температура уже превышала 450 C. Разработку прекратили.

Проблема получения точной информации, касающейся экономической эффективности того или иного проекта в альтернативной энергетике действительно имеет место быть. Очень часто, заявляемые цифры, не всегда отражают справедливое положение дел, так как приводятся без учета ряда существенных факторов, влияющих на реальную себестоимость киловатта получаемой энергии. Цифры эти и правда впечатляют, но в реальности доказывают лишь одну вещь – потребление электроэнергии в населенном пункте сократилось. И здесь возможны два варианта развития событий – либо использовались новейшие энергосберегающие технологии, в разы сократившие потребности поселка в электричестве; либо люди просто сократили собственное потребление ресурса из-за его дороговизны.

Динамика изменения установленной мощности ГеоЭС в мире

Альтернативная энергетика и Россия

На самом деле, судя по заявлениям в верха до 2040 года никаких глобальных перемен в области энергетики в мире ждать не приходится, кроме того, для нашего государства, опять же стоит вопрос в высокой цене на возобновляемые источники энергии, что так или иначе заставляет просто ждать, когда все это дело станет дешевле и доступнее

Но ничего из этого не значит, что «зеленая энергетика» умерла в России, нет напротив, в РФ работает гос. программа под названием «Энергоэффективность и развитие энергетики», в включающая своеобразную подпрограмму «Развитие использования возобновляемых источников энергии». И, базируясь на этот документ, планируется довести долю ВИЭ в энергобалансе страны до 2,5%. Следует учесть, что разговор идет преимущественно о строительстве ветряных мельниц и солнечных батарей в населенных пунктах Сибири и Дальнего Востока, где невозможен доступ к общим энергосетям. В эти программы входит и строительство геотермальных электростанций на Камчатке (там на сегодня около 40% электричества получают, используя геотермальные генераторы), и внедрение в работу на европейской территории России, Дальнем Востоке и Кавказе электростанций на биотопливе и малых гидроэлектростанций.

Выходит, подвижки в этой области есть в разумных пределах с выбором мест, где это в первую очередь острая необходимость в энергообеспечении, а не просто похвальба и желание стать передовиком везде и всюду из-за страха быть лузером в сфере, получающей в современных реалиях широкое или даже, очень широкое развитие мире.

Вместо эпилога

Как знать, быть может именно целевая и неуклонно нарастающая международная политика в отношении геотермальной энергетики, позволит внедрить более доступные и качественно-эффективные способы для преодоления рисков загрязнения подземных горизонтов, а также устранения проблем технического плана. Вот тогда, отрасль, начиная переживать новый виток своего расцвета, стопроцентно сможет рассчитывать на весомое место в качестве энергетического источника для многих мировых держав и стран, если и только если упомянутые выше препятствия на пути ее развития исчезнут с горизонта раз и навсегда.

Потенциал различных типов геотермальных источников нашей планеты