Геотермальные приповерхностные теплонасосные установки (GHP) - одно из наиболее быстро растущих направлений применения возобновляемой энергии в мире, с ежегодными приростом в 30 странах мира за прошлые 10 лет приблизительно на 10 %.
GHP (рис.) используют относительно постоянную температуру поверхностных слоев земли, чтобы обеспечить отопление, кондиционирование и горячее водоснабжение для домов, школ, правительственных и коммерческих зданий. Сравнительно маленький расход электроэнергии для работы этой установки, обеспечивает энергетическую продукцию в три - четыре раза больше этого расхода.
Рисунок 1. Типичное применение домашней системы теплоснабжения с геотермальным тепловым насосом в Центральной Европе (глубина скважин около100 м)
Главное преимущество приповерхностных геотермальных ресурсов состоит в том, что используется температура пород или грунтовых вод (приблизительно между 5 и 30 0C) на глубинах от 50 до 300 м, которые являются доступными во всех странах мира. За последние 10 лет, GHP утвердились как существенный участник в "новом" и "альтернативном" сценарии развития мировой энергетики.
Весьма важным преимуществом этого источника энергии является сокращение эмиссии СО2. При оценке мировой экономии органического топлива в т.о.е. (тоннах нефтяного эквивалента) и потока СО2, за счет работы геотермальных теплонасосных установок может быть сделано несколько предположений. Если ежегодное использование геотермальной энергии - 28 000 TДж (7 800 ГВт.ч) сравнить с производством тепловой энергии станциями, использующим топливную нефть с 30%-ой эффективностью, то экономия составит - 15,4 миллиона баррелей нефти или 2,3 миллионов т.о.е. Это исключит выброс приблизительно 7 миллионов тонн СО2.
Западно-Сибирская молодая платформа (площадью около 1,9 млн. км2) приурочена к одной из величайших равнин земного шара и относится к крупнейшим седиментационным бассейнам мира. Естественными границами Западно-Сибирского седиментационного бассейна являются: на западе горные сооружения Урала и Пай-Хая, на юге Казахская и Алтае-Саянская складчатые системы и на востоке - Сибирская платформа. Платформа и приуроченная к ней одноименная нефтегазоносная провинция охватывает полностью или частично следующие края и области: Тюменскую область с Ямало-Ненецким и Ханты-Мансийским автономными округами, Омскую, Новосибирскую и Томскую области и Красноярский край.
Для геолого-экономической оценки приповерхностных ресурсов геотермальной энергии авторами была создана методика подсчета и районирования этих ресурсов. При оценке территории Западной Сибири основой послужили фактические данные, полученные в результате бурения и изучения скважин на исследуемой территории: температура, тепловой поток, глубина скважин, мощность пород.
Оценка приповерхностных геотермальных ресурсов осуществлялась для северной и южной части Западной Сибири на глубину до 300 м (таблица).
Таблица 1. Предварительная оценка приповерхностных геотермальных ресурсов Западной Сибири, млн.т у.т.
|
Область распространения |
Глубина распространения, м |
|||||
|
0-100 |
0-200 |
0-300 |
||||
|
без замораж. массива |
с замораж. массива |
без замораж. массива |
с замораж. массива |
без замораж. массива |
с замораж. массива |
|
|
Северная часть |
20,253 |
131,645 |
60,759 |
283,542 |
121,518 |
455,693 |
|
Южная часть |
43,000 |
161,250 |
193,500 |
430,000 |
516,000 |
870,750 |
|
Всего |
63,253 |
292,895 |
254,259 |
713,542 |
637,518 |
1326,443 |
При сопоставительной оценке наиболее благоприятными условиями освоения геотермальной энергии характеризуется южная часть Западной Сибири, где температура нейтрального слоя является максимальной и существенно выше температуры пород на глубине до 300м.
Проведенное районирование и картирование территории Западной Сибири обеспечивает возможность лишь предварительной оценки освоения приповерхностных геотермальных ресурсов для теплоснабжения потребителей, а также выбора благоприятных участков и перспективных объектов строительства геотермальных теплонасосных установок.