Для реализации программы к 2010 г. промышленность
Крыма должна обеспечить производство
солнечных коллекторов до 3,5 - 4,0 тыс.
штук ежегодно.[8]
Геотермальная энергия.
За прошедшие 15 лет производство
электроэнергии на геотермальных электростанциях
(ГеоТэс) в мире значительно выросло.
Работы по изучению геотермальных источников
и созданию прогрессивных систем
для извлечения и практического
использования геотермальной энергии
ведутся в Украине и многих
зарубежных странах. В последние
два десятилетия выполнялись
обширные программы научно-исследовательских,
опытно-конструкторских и техноло-гических
работ в этом направлении. Накоплен также
определенный опыт создания и многолетней
эксплуатации опытно-промышленных и промышленных
геотермальных установок различного назначения.
В течение последних 5-10 лет в
Украине ограниченными средствами
велись работы по изучению геотермических
условий недр и оценке геотермальных
ресурсов, как для всей территории,
так и для отдельных ее регионов,
площадей и месторождений. По результатам
этих работ построены геотермические
карты, оценены ресурсы термальных
вод и геотермальной энергии,
содержащейся в “сухих” горных
породах.
Районами возможного использования
геотермальной энергии в Украине
являются Закарпатье, Крым, Предкарпатье,
Полтавская, Харьковская, Донецкая, Луганская,
Херсонская, Запорожская области
и некоторые другие.
Обобщение и анализ мирового опыта
использования геотермальной энергии
показывает, что по масштабам использования
теплоты недр Украины существенно
отстает от многих зарубежных стран.
Одной из основных причин является
отсутствие достаточного экономичных
и эффективных технологий извлечения
и использования низкотемпературных
теплоносителей.
Разработка и освоение интенсивных
технологий извлечения теплоносителя
и создания эффективных систем использования
теплоты недр является главной научной
и инженерно-технической проблемой
энергетики. Без создания таких технологий
и установок нельзя рассчитывать
на широкомасштабное использование
этого энергоисточника.[5]
Согласно данным Государственного
комитета Украины по геологии и использованию
недр, основанных на результатах геологоразведочных
работ, выполненных в 1970-1979 гг. на территории
Крымского региона, установленные
потенциальные ресурсы подземных
геотермальных вод составляют до
27 млн. куб. м в сутки. Потенциал
этого источника достаточен для
работы энергетических установок мощностью
до 35-40 МВт, которые могут произвести
до 150 млрд. кВт. ч. тепловой энергии в год.
Техническая возможность на современном
этапе развития научных достижений,
позволяет достичь в ближайшие
15 лет до 10-15 % использования этого
потенциала и получить до 15 млрд. МВт.
ч. дополнительной тепловой энергии для
целей теплоснабжения в северных и северо-западных
районах Крыма.
Наибольший потенциал геотермальной
энергетики выявлен в районах
Тархан-кутского и Керченского полуостровов.
Современное развитие геотермальной
энергетики предполагает экономическую
целесообразность использования следующих
видов подземных геотермальных
вод:
— температурой более 140°С и глубиной
залегания до 5 км для выработки электроэнергии;
— температурой около 100°С для систем
отопления зданий и сооружений;
— температурой около 60-70°С для систем
горячего водоснабжения.
Основные перспективные направления
использования геотермальной энергии
в Автономной Республики Крым и технические
решения по их реализации определены
и разработаны институтом технической
теплофизики Национальной Академии
наук (НАН) Украины. В настоящее время доведены
до опытно-промышленной и промышленной
стадии внедрения следующие технологии
и установки по использованию геотермальной
энергии:
- системы геотермального теплоснабжения населенных пунктов, промышленных, сельскохозяйственных, социальных, коммунально-бытовых и др. объектов;
- геотермальные электростанции;
- системы тепло- и хладоснабжения с подземными аккумуляторами теплоты;
- геотермальные сушильные установки для сушки различной сельхоз-продукции, лекарственных трав и др.;
- геотермальные холодильные установки;
- системы геотермального теплоснабжения теплиц.
В то же время, для широкого развития
геотермальной энергетики в Крыму
требуется проведение первоочередных
научных и технических работ
в следующих направлениях:
- обоснование ресурсо-сырьевой базы; составление кадастров перспективных месторождений, перечень скважин, которые показывали наличие геотермальных ресурсов; постановка задач по организации поисковых геологоразведочных работ;
- обоснование возможности и определение целесообразности создания промышленных теотермальных электростанций установленной мощностью от 10 до 100 МВт;
- разработка обоснований, проектирование и создание сети геотермальных энергоустановок небольшой мощности (0,5-3,0 МВт), которые бы работали на основе эксплуатации отдельных высокопродуктивных скважин на маломощных месторождениях и максимальной унификацией оборудования (создание блочно-модульных установок заводской подставки);
- обоснование возможности и целесообразности создания систем и установок для комбинированного использования геотермального тепла (от70°С) и органического топлива и строительства специальных ГеоТЭЦ на перспективных месторождениях;
- обоснование создания систем геотермального теплоснабжения крупных населенных пунктов в перспективных районах мощностью 10-100 МВт;
- привлечение в топливно-энергетический комплекс Крыма тепловых геотермальных ресурсов, имеющихся на действующих нефтегазовых месторождениях с использованием существующего и вводимого фонда скважин и действующего оборудования, создание сети мелких установок геотермального теплоснабжения и горячего водоснабжения мощностью 1-5 МВт с использованием отдельных высокопродуктивных скважин, а также создание систем и установок за пределами нефтяных и газовых месторождений;
- создание технологий и оборудования для привлечения тепла “сухих” горных пород и строительство на их основе систем геотермального теплоснабжения.
Общая экономия котельно-печного топлива
в Крыму за счет использования
геотермальной энергии позволит
сэкономить к 2000 г. - 33,8 тыс. т у.т. . за
период 2001-2005 гг. - 73,6 тыс. т у.т. и за период
с 2006 по 2010 г. - 135,6 тыс. т у.т.
При этом необходимые капитальные
вложения в реализацию этих технологий
составляют соответственно - 6,68; 10,55; 13,58
млн. грн., кроме того, затраты на
научно-исследовательские и проектно-конструкторские
работы до 2010 г. могут составить до
3,4 млн. грн.
Институтом технической теплофизики
НАН Украины проработаны также
технические предложения по строительству
в Крыму опытно-экспериментальной
Тарханкутской геотермальной электростанции,
общей суммарной мощностью до
180 МВт. Введение в действие Тарханкутской
ГеоТЭЦ позволит получать дополнительно
760-1010 млн. кВт/ч. электроэнергии в год.
Однако, предварительные оценки стоимости
строительства ГеоТЭЦ показывают, что
необходимые капитальные вложения составят
547-600 млн грн. (295-323 млн. долларов США), что
требует привлечения отечественных и
зарубежных инвесторов.
Таким образом, использование теплоты
геотермальных вод представляет
пока еще определенную сложность, связанную
со значительными капитальными затратами
на бурение скважин и обратную
закачку отработанной воды, создание
коррозийно-стойкого теплотехнического
оборудования. Поэтому, основными направлениями
развития геотермальной энергии
на ближайшую перспективу будут
являться:
- разведка месторождений, оценка ресурсов, подготовка базы для ГеоТЭЦ;
- строительство установок по утилизации теплоты на существующих геотермальных скважинах для теплоснабжения близлежащих населенных пунктов, промышленных и сельскохозяйственных объектов;
- создание коррозийностойкого специального тепломеханического оборудования;
- организация предприятия по добыче и утилизации отработанного горючего теплоносителя,
- создание установок по использованию низкопотенциальной теплоты подземного грунта и подземных вод из источников, залегающих на глубине до 150 м, которые имеют постоянную температуру среды до 20 С.[8]
ЭНЕРГИЯ БИОМАССЫ
Большие возможности в собственном
энергообеспечении сельскохозяйственных
предприятий и экономии ТЭР заложены
в использовании энергии отходов
сельхозпроизводства и растительной
биомассы. В сельскохозяйственном производстве
в качестве источников тепла можно
принять любые растительные отходы,
непригодные для использования
по прямому назначению или не нашедшие
иного хозяйственного применения.
За последнее время использование
биомассы в различных ее формах (дерево,
древесный уголь, отходы сельскохозяйственного
производства и животных) в мире
в целом снизилось.
Однако, в развивающихся странах
этот вид энергоресурсов составляет в
среднем 20%. При этом в ряде стран Африки
использование биомассы для энергетических
целей равно примерна 60% общего энергопотребления,
в азиатских странах- 40%, в странах Латинской
Америки 0 до 30% и в ряде стран Европы, Ближнего
Востока и Скверной Африки до 10%.
В ряде стран использование древесного
топлива, древесного угля и сельскохозяйственных
отходов поставлено на коммерческую
основу. Следует отметить, что в
сельских районах бывшего СССР доля
использования древесного топлива
весьма значительна и при переходе
на новые энергоносители можно ожидать
определенного роста самозаготовок.
Указанное особенно важно в странах с
тропическим климатом и в крупных городах,
где проблема ликвидации и одновременно
энергетического использования отходов
играет особенно важную роль. За прошедшие
10 дет только три страны – США, Дания и
Швеция довели производство электроэнергии
но установках, использующих биомассу
отходов до 400 МВт.
Значительное развитие получила переработка
биомассы, основанная на процессах
газификации, теролиза и получения
жидких топлив. Начиная с 1980 г. ежегодное
производство этанола достигло, например
в Бразилии, 10 млн.л.
При переработке биомассы в этанол
образуются побочные продукты, прежде
всего – промывочные воды и
остатки перегонки. Последние являются
серьезным источником экологического
загрязнения окружающей среды. Представляют
интерес технологии, которые позволяют
в процессе очистки этих отходов
получать минеральные вещества, используемые
в химической промышленности, а также
применять их для производства минеральных
удобрений.[5]
Теплотворная способность сжигания
1 т сухого вещества соломы эквивалентна
415 кг сырой нефти, теплотворность 1
кг пшеничной соломы и сухих кукурузных
стеблей равна 15,5 МДж, соевой соломы
- 14,9 , рисовой шелухи - 14,3 , подсолнечной
лузги - 17, 2 МДж. По этому показателю
растительные отходы полеводства приближаются
к дровам - 14,6-15,9 МДж/кг и превосходят
бурый уголь - 12,5 МДж/кг.
Получение промышленного биогаза
растительного и животного происхождения
возможно за счет их сбраживания (метанового
брожения) с получением метана и
обеззараженных органических удобрений.
Теплотворная способность 1 куб. м биогаза,
состоящего из 50-80% метана и 20-50% углекислого
газа, равна 10-24 МДж и эквивалентна 0,7-0,8
кг условного топлива.[8]
Проблемы утилизации твердых бытовых
отходов (бытового мусора) остро стоят
перед всеми странами. Выход мусора
составляет 250-700 кг на душу населения
в год, увеличиваясь на 4-6% в год, опережая
прирост населения.
Решение проблемы переработки мусора
найдено в использовании технологии
твердофазного сбраживания на обустроенных
полигонах с получением биогаза.
Эта технология самая дешевая, не
оперирует с токсичными выбросами
и стоками.
В настоящее время в мире действуют
десятки установок для получения
биогаза из мусора с использованием
его в основном для производства
электроэнергии и тепла суммарно
мощностью сотни МВт. Решается вопрос
возврата для использования под
застройку земель после извлечения
газа. Создана модульная биоэнергетическая
установка “КОБОС”. С ее помощью
могут быть переработаны отходы фермы
крупного рогатого скота на 400 голов
и свинофермы на 3000 голов. Комплекс
оборудования обеспечивает подготовку,
транспортировку, сбраживание навозной
массы, сбор биогаза и управление
процессом .
Биогаз частично сжигается в
топках котлов, подогревающих техническую
воду, частично подается в дизель-генератор.
Перебродившая навозная масса используется
в качестве полноценного органоминерального
удобрения. Выход биогаза составляет
500 м куб/сут.
ВИЭСХом разработан анаэробный биофильтр,
предназначенный для производства
биогаза из сточных вод сельскохозяйственного
производства и коммунального хозяйства,
пищевой и микробиологической промышленности.
В последние годы в связи с
лавинообразным накоплением изношенных
автомобильных шин, особенно в учетом
ужесточения требований по их хранению
( на ряде свалок возникли пожары (которые
не удавалось потушить годами), активно
развивается технология их сжигания.[5]
Биогаз с высокой эффективностью
может трансформироваться в другие
виды энергии, при этом коэффициент
его полезного использования
в качестве топлива на газогенераторах
может составлять до 83%. Производство
биогаза в некоторых зарубежных
странах уже заняло ведущее положение
в энергетическом балансе
5.6. Малая гидроэнергетика
В республике практически не используется
энергия малых рек. Хотя, как показывают
расчеты, выполненные на географическом
факультете Симферопольского госуниверситета
профессором Л. Н. Олиферовьм и доцентом
В. Б. Кудрявцевым, в Крыму имеется
большое количество рек с расходом воды
2 м/сек, достаточным для работы турбины,
на которых можно установить каскад микроГЭС.
Турбины малой мощности (опытные образцы)
уже изготовлены и ждут своего внедрения.
МикроГЭС — это экологически чистые предприятия,
они могли бы снабжать электроэнергией
туристские предприятия горного Крыма,
службы заповедников и другие удаленные
точечные объекты.[9]
Освоение потенциала малых рек
и использование свободного напора
в существующих системах водоснабжения
и канализации городов Крыма
с использованием установок малой
гидроэнергетики помогает решить проблемы
улучшения энергоснабжения многочисленных
потребителей и их экологической
безопасности.