Геотермальные ресурсы

ГЕОТЕРМАЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ, запасы глубинного тепла Земли, эксплуатация которых экономически целесообразна современными техническими средствами. Потенциальная доля геотермальных ресурсов в общем топливно-энергетическом балансе может достигать 5-10%. Различают гидрогеотермальные ресурсы (ресурсы геотермальных вод), заключённые в естественных подземных коллекторах, и петрогеотермальные ресурсы, аккумулированные в блоках нагретых (до 350°С и более), практически безводных (так называемых сухих) горных пород. Технология извлечения петрогеотермальных ресурсов основана на создании искусственных циркуляционных систем (так называемых тепловых котлов). Гидрогеотермальные ресурсы эксплуатируют при помощи скважин с применением фонтанного и насосного способов, а также метода поддержания пластовых давлений (ППД) - путём обратной закачки в пласт отработанных геотермальных вод. Практическое значение имеют гидрогеотермальные ресурсы, устойчивый режим которых, относительная простота добычи и значительные площади распространения позволили использовать эти воды для теплоснабжения (при температуре от 40°С до 100-150°С) и выработки электроэнергии (100-300°С). На базе выведенного подземного пара и пароводяных смесей строят геотермальные электростанции (ГеоТЭС). Гидрогеотермальные ресурсы приурочены к пластовым водонапорным системам, расположенным в депрессионных зонах, выполненных мощными толщами осадочных отложений мезозойского и кайнозойского возрастов, и к трещинным водонапорным системам, развитым в районах современного и молодого вулканизма и в складчатых областях, испытавших воздействие новейших тектонических движений. Трещинные водонапорные системы расположены локально в крупных зонах тектонических разломов.

В России наибольшее значение имеют пластовые гидрогеотермальные ресурсы, в меньшей степени - трещинные. Перспективные районы пластовых гидрогеотермальных ресурсов - Западная Сибирь, Предкавказье, Северный Сахалин; в этих районах глубина залегания вод 1500-5000 м, температура 40-200°С, минерализация 1-150 г/л. Наиболее крупные пластовые гидрогеотермальные месторождения находятся в Предкавказье: Махачкалинское, Избербашское, Кизлярское - в Дагестане; Черкесское - в Карачаево-Черкесии; Мостовское, Майкопское, Вознесенское - в Краснодарском крае. Районы развития трещинных термальных вод: Камчатка (Паужетское, Паратунское месторождения) и Курильские  острова, где продуктивные зоны вскрыты на глубинах 500-2000 м, температура вод от 40 до 200-300°С, минерализация 10-20 г/л; Прибайкалье; северный склон Большого Кавказа, где глубина вод 500-1000 м, температура 40-100°С, минерализация 1-2 г/л. В России общие запасы тепловой энергии в водах с минерализацией до 35 г/л (при насосной эксплуатации скважин и коэффициенте полезного использования теплового потенциала 0,5) оценены в 850-1200 миллионов ГДж/год, что эквивалентно сжиганию 30-40 миллионов тонн условного топлива (смотри в статье Возобновляемые источники энергии); при эксплуатации методом ППД экономия условного топлива может составить 130-140 миллиардов тонн в год. Гидрогеотермальная энергия используется для отопления и горячего водоснабжения городов Махачкала, Черкесск и др., для теплоснабжения тепличных комбинатов на Северном Кавказе, Камчатке, для выработки электроэнергии (ГеоТЭС действуют на Камчатке - Паужетская и Мутновская; проектируются в Ставропольском крае и в Дагестане).

За рубежом в основном используются гидрогеотермальные ресурсы, сосредоточенные в районах современного или молодого вулканизма, где воды имеют температуру 200-300°С и могут непосредственно использоваться для выработки электроэнергии. Такие районы известны в США (месторождение Большие Гейзеры в Калифорнии, где построены самые крупные в мире ГеоТЭС), Италии (месторождение Лардерелло в Тоскане), Новой Зеландии (месторождение Уайра-Кей), Японии (месторождения Атагава, Отака, Мацукава на  островах Хоккайдо, Кюсю, Хонсю), Мексике (месторождение Серро-Прието в Нижней Калифорнии), Исландии, а также на Филиппинах, в Индонезии и др. Кроме того, во многих странах (в том числе в Исландии) гидрогеотермальные воды с температурой 40-110°С используются для теплоснабжения городов.

При использовании гидрогеотермальных ресурсов происходит химическое и тепловое загрязнение окружающей среды. С целью охраны среды термальные воды после их использования закачивают обратно в продуктивные пласты (трещинные зоны). Борьба с коррозионным воздействием естественных теплоносителей на оборудование, приборы, конструкционные материалы решается на стадии эксплуатации конкретных месторождений путём добавок химических реагентов в теплоноситель, предварительной дегазации, а также подбором соответствующих коррозионно-устойчивых металлов и покрытий. Увеличение геотермальных ресурсов связано с открытием в перспективе новых месторождений, их искусственным стимулированием, усовершенствованием методов производства электроэнергии.

Лит.: Геотермальная энергия. Ресурсы, разработка, использование. М., 1975; Берман Э. Геотермальная энергия. М., 1978; Голицын М. В., Голицын А. М., Пронина Н. М. Альтернативные энергоносители. М., 2004.