Земля отдает нам свое тепло. Взять его - наша задача.
Лет 40 назад пишущая братия, чьим коньком была наука и техника, взахлеб описывала чуть ли не сказочные возможности термальных вод Камчатки. Ей сулили необыкновенное будущее, ее сравнивали с Исландией, которая благодаря подземному теплу буквально расцвела. Словом, настоящий бум. И так же внезапно, как возник, он прошел. Нашлось и внятное объяснение неожиданного охлаждения к горячим подземным водам. Объяснение чрезвычайно простое: какие бы заманчивые перспективы ни сулили термальные воды, дешевая нефть их перешибала.
Сегодня ситуация иная: и стоит органическое топливо в разы больше, и запасы его отнюдь не безграничны. Термальные воды вновь на слуху. Об интересе к ним судим и по такому факту. Выдвинутая Московским энергетическим институтом работа “Фундаментальные исследования в области геотермальной энергетики и создание на ее основе геотермальных электрических станций” в прошлом году удостоена престижной Государственной премии. Одним из ее лауреатов стал технический директор АО “Наука”, кандидат технических наук, доцент Александр Никольский.
- Если вспомнить историю, то интерес к геотермии возник не на пустом месте, - рассказывает Александр Иосифович. - В 1966 году была пущена первая на Камчатке Паужетская геотермальная станция мощностью пять мегаватт. Немного, конечно, но достаточно, чтобы покрыть почти все потребности юга полуострова. Между прочим, она работает до сих пор и вырабатывает самую дешевую на Камчатке электроэнергию. В следующем году недалеко от Петропавловска пустили вторую станцию - Паратунскую бинарную ГеоЭС. Камчатке прочили блестящее энергетическое будущее. Как Исландия, она могла бы жить за счет богатейших ресурсов, лежащих буквально под ногами. Беда, однако, в том, что экономика в те годы (1960-1970-е) была перевернута с ног на голову и не отражала в полной мере ни значимости товара, ни его стоимости. Куда это годится, если литр бензина (это пять стаканов) стоил всего семь копеек, а стакан простой газировки три. Понятно, что при таких ценах на топливо не имело смысла осваивать геотермальную энергетику.
Напомню. По разломам в коре магматическое тепло поднимается из недр Земли практически на поверхность. Крупных разломов на нашей планете несколько. Один через Камчатку и Японию тянется к Филиппинам, Индонезии и Новой Зеландии. Другой проходит через Калифорнию, Центральную и Южную Америку. На Земле немало мест, где горячая вода и пар выходят на поверхность. С паром все просто. Из недр Земли он поступает под давлением, стоит направить его в паровую турбину - она заработает и начнет давать электроэнергию. Так устроена Паужетская станция. Совсем другую, единственную в своем роде технологию разработали для Паратунки. Впервые в мире здесь применили фреон. Горячая вода с температурой в 80 градусов нагревала его, да так, что он буквально вскипал. Под огромным давлением лопатки турбины вращались, вырабатывая электроэнергию. Авторы уникальной технологии - ученые Института теплофизики СО Академии наук СССР. Новинка сулила энергетикам громадные перспективы и была по достоинству оценена в мире. Вот тогда и стали писать о небывалых перспективах термальных вод.
Станция в Паратунке проработала около двух лет. Как и многие перспективные технические новинки, геотермальная энергетика в СССР не получила развития. В 1970-е годы страна не знала энергетических проблем: ежегодно она дополнительно получала порядка 13 тысяч мегаватт. Это огромные мощности, на их фоне геотермика всерьез не воспринималась. Однако сейчас ситуация переменилась: завозить топливо на Камчатку с каждым годом становится все дороже. Это было очевидным еще в начале 90-х годов прошлого века, тогда о геотермальной энергетике вспомнили снова. В то время и было образовано АО “Наука”. (В основном выходцами из МЭИ, мы и сегодня тесно сотрудничаем с вузовским Научно-учебным центром геотермальной энергетики). И хотя время было очень тяжелое, нам все же удалось раскрутить один проект, правда, не на Камчатке, а… в Никарагуа. Наш научный руководитель профессор Олег Алексеевич Поваров убедил тогдашнего президента Никарагуа Виолетту ди Чаморре в преимуществах геотермальной энергетики. Проект был одобрен, работы шли вполне успешно… пока у правительства Никарагуа не кончились деньги.
Но мы вошли во вкус, почувствовали уверенность и предложили построить несколько геотермальных электростанций на Камчатке. Проект поддержало РАО “ЕЭС России”. И в 1998 году Верхне-Мутновская станция мощностью 12 мегаватт дала первый ток. Конечно, мощность невелика, но учтем: вся Камчатка потребляла тогда (да и сейчас тоже) около 260 мегаватт. Так что и 12 мегаватт - уже кое-что. Тем более на полуострове в те годы катастрофически не хватало ни топлива, ни денег на его оплату, привычными были веерные отключения электричества.
Мы начали с маленькой станции потому, что строить в этих местах очень нелегко. Мутновское месторождение находится примерно в 140 километрах от Петропавловска. Холода здесь длятся с октября по июль. Ветер подчас достигает 45 метров в секунду. Толщина снега этой зимой доходила до 10 метров. (Совсем не похоже на омываемую Гольфстримом Исландию). Места труднодоступные, тяжело приходится и строителям, и эксплуатационникам. Но развивать геотермальную энергетику здесь чрезвычайно выгодно: потенциал этого месторождения 300 мегаватт. В 2002 году мы пустили Мутновскую станцию в 50 мегаватт (на снимке). Мощности двух станций - весомый вклад в энергетику полуострова. Даже если с поставками топлива возникнут осложнения, минимальные потребности Камчатки они обеспечат. Уже разработан бизнес-план второй очереди Мутновской ГеоЭС на 100 МВт.
- Насколько выгодна геотермальная энергетика, учитывая суровый климат, трудности строительства и обслуживания станций?
- Давайте считать. Тонна мазута на полуострове сегодня стоит 8600 рублей. Это 300 долларов. Таких высоких цен, по-моему, в мире нет, мне, во всяком случае, не встречались. Для страны, добывающей нефть, это нонсенс. Реальная цена - 100-150 долларов. (Когда мы начинали, она была порядка 100 долларов). Из-за непомерной цены на топливо стоимость электроэнергии на Камчатке запредельная - около трех рублей, а себестоимость электроэнергии, вырабатываемой на Мутновке, - не больше 1 рубля 60 копеек, даже с учетом нашего невыплаченного до конца долга. Кстати о долге. Благодаря поддержке А.Чубайса (в конце 1990-х он еще работал в правительстве) нам удалось получить кредит Европейского банка реконструкции и развития - почти 100 миллионов долларов. На них и построили самую современную, полностью автоматизированную геотермальную станцию. Благодаря созданной нами системе спутниковой связи управлять ее работой можно из московского офиса. Это было особенно важно в период наладки. С тех пор прошло три года - станция работает вполне надежно.
- Наверное, и у геотермальных станций есть свои минусы? Не загрязняют ли они окружающую среду? Как сказывается минерализация термальных вод на надежности и долговечности оборудования?
- Технологии, применяемые здесь, очень эффективны, они безотходные и практически не контактируют с окружающей средой. Ведь чтобы месторождения не истощались, отработанный пар и горячую воду закачивают обратно в расщелины Земли. Да, некоторое количество сопутствующих газов, в частности сероводород, попадает в атмосферу. Но выбросы мизерные, часто они даже не ощущаются. Тем более что рядом со станцией - вулкан Мутновский, он выбрасывает в атмосферу в сотни, если не в тысячи раз больше газа. Так что эти опасения напрасны. Скажем, в Новой Зеландии (а геотермальная энергетика развита там очень хорошо) я видел такие станции на территории национальных парков. Их строят в заповедных местах, поскольку они не наносят вреда природе, а значит, и человеку. Такова мировая практика.
А вот минерализация (подземные воды насыщены различными минеральными примесями) действительно создает проблемы. И если не препятствовать отложению солей, снизится производительность и надежность турбин, они быстро выйдут из строя. Но нам удалось решить эту проблему - пригодился опыт работы в атомной промышленности. Наши сепараторы, отделяющие воду от пара, признаны лучшими в мире: они позволяют получить пар, содержание влаги в котором не превышает сотых долей процента. С другой стороны, геотермальные воды содержат много полезных минералов, извлечение которых представляет коммерческий интерес. Это и предусматривает разрабатываемый нашей фирмой проект новой бинарной, двухконтурной станции на Паужетском месторождении. Ее преимущество в том, что для производства электроэнергии используется отсепарированная вода с температурой в 120 градусов, которую сегодня просто выбрасывают. Между тем она вполне могла бы дать дополнительно четыре мегаватта. Попутно из термальной воды здесь можно извлекать бор и литий.
- Где в России еще есть перспективные запасы термальных вод?
- На Северном Кавказе, а также в Западной Сибири, Якутии, на Чукотке, в Калининградской области. В Краснодарском и Ставропольском краях, где температура термальной воды достигает 110-120 градусов, мы предлагаем проекты комплексного использования геотермальных ресурсов для теплоснабжения и выработки электроэнергии, а также в тепличных и рыборазводных хозяйствах. К сожалению, далеко не везде можно вырабатывать электроэнергию, как на Камчатке и Северном Кавказе. Зато в других регионах подземные воды пригодны для теплоснабжения. Учитывая тяжелое состояние нашего ЖКХ, это очень актуально. Необходимые технологии у нас есть. Если температура термальных вод около 80-90 градусов, их можно сразу направлять для теплоснабжения, достаточно лишь пропустить через теплообменник. Правда, территорий с такой горячей водой не так много. Однако с помощью тепловых насосов температуру воды, скажем, с 30 градусов можно поднять до 60-80. Такие тепловые насосы работают в Москве, на улице Анохина, обеспечивая горячей водой два 18-этажных дома (там используют тепло грунта с температурой всего в восемь градусов). Горячая вода обходится здесь дешевле той, что вырабатывают котельные и ТЭЦ.
- Каковы перспективы освоения ваших технологий, будут ли они востребованы?
- Думаю, да. Цены на нефть растут. Как и потребности в дешевой электроэнергии и горячей воде для отопления. Таковы мировые тенденции. Скажем, Европейский союз уделяет очень большое внимание развитию возобновляемых источников энергии. По планам ЕС к 2020 году возобновляемые источники должны обеспечить 20 процентов общего энергопотребления, а к 2040 году - до 50. Большое значение придается геотермальной энергетике, ведь запасы подземных ресурсов в 10-12 раз превышают потенциал органического топлива. Многие годы десятки стран мира с успехом используют тепло Земли. Постепенно развивается это направление и в нашей стране. Это показал и Всемирный геотермальный конгресс, который проходил в этом году в Турции. Россию представляло свыше 80 специалистов. По сравнению с общим количеством участников - порядка полутора тысяч из 83 стран мира - это немного. Однако замечу: на предыдущих конгрессах, а они проводятся раз в пять лет, от России было максимум 15-20 человек. Большой интерес на проходившей тогда же выставке вызвал стенд РАО “ЕЭС России” и Ассоциации “Геотермальное энергетическое общество”, представляющий достижения России в области геотермальной энергетики и новые проекты.
Непреодолимых препятствий для развития геоэнергетики, на мой взгляд, просто нет. Ее продвижение, как всегда, упирается в людей, их заинтересованность и добрую волю. Конечно, нам хотелось бы большего понимания и поддержки со стороны бизнеса, а главное, со стороны государства. Кстати, на днях Правительство РФ одобрило “Российскую программу развития возобновляемых источников энергии”. Мы очень на нее рассчитываем. Надеемся, что она позволит реализовать наши новые геотермальные проекты.
