Россия обладает значительными запасами геотермальных ресурсов. Имеется опыт разработки и строительства ГеоЭС и геотермальных систем теплоснабжения. На Камчатке и Курильских островах много лет успешно эксплуатируется пять ГеоЭС, самая мощная из которых (50 МВт) — Мутновская обеспечивает до 30 % всей потребляемой Камчатской электрической энергии [1]. Геотермальные системы теплоснабжения эксплуатируются на Камчатке, Курилах, в Дагестане, в Ставропольском и Краснодарском краях. Для этих целей ежегодно добывается до 30 млн м3 геотермальной воды с температурой 80–110 °С [2].При этом наибольшее ее количество добывается и используется в Краснодарском крае. В Краснодарском крае эксплуатируются 12 геотермальных месторождений, на которых пробурено 79 скважин с температурой теплоносителя на устье 75–110 °С и тепловой мощностью до 5 МВт. На рис. 1 приведены значения тепловой мощности и возможная годовая выработка тепловой энергии основных геотермальных месторождений Краснодарского края [3].В соответствии с программой, утвержденной законодательным собранием Краснодарского края, ведется работа по широкому внедрению геотермальных ресурсов в экономику региона. Разработаны концепция развития геотермального теплоснабжения, бизнес-планы геотермального теплоснабжения городов Лабинска, Усть-Лабинска, Горячего Ключа, Апшеронска, Анапы, пос. Мостовского [2], в основу которых заложен принцип высокоэффективного комплексного использования геотермальных ресурсов в энергообеспечении жилищно-коммунальных хозяйств, промышленных предприятий и объектов социально-бытового и лечебно-оздоровительного назначения. Наибольшим потенциалом обладают Вознесенское и Южно-Вознесенское месторождения (50 МВт), разделение которых носит условный характер. С целью адаптации и отработки совместного применения российских и зарубежных энерготехнологий, использующих различные возобновляемые нетрадиционные источники энергии, ГУ «ЦЭНТ» и ЗАО «Южгеотепло» реализуют в Краснодарском крае уникальный проект создания геотермального теплоснабжения п. Розовый. В соответствии с бизнес-планом и проектно-сметной документацией, разработанной ЗАО «ГеотермЭМ», система геотермального теплоснабжения п. Розовый включает гелиоустановки для обеспечения горячего водоснабжения в летний период, когда геотермальные скважины не работают, накапливая гидропотенциал. Кроме того, в технологической схеме используется тепловой насос, а также фотоэлектрические модули. При работе над этим проектом были решены следующие основные задачи: надежное обеспечение теплоснабжения объектов в условиях переменного дебита скважин; каскадное срабатывание теплового потенциала геотермального теплоносителя последовательно в системах отопления жилых домов и далее в теплицах; восстановления давлений скважин в межотопительный период за счет работы на горячее водоснабжение гелиотеплонасосной установки; устойчивое горячее водоснабжение в межотопительный период от комбинированной солнечной водонагревательной установки с тепловыми насосами, использующими тепло воздуха; выделение отдельных контуров теплоснабжения объектов по этажности и назначению (теплицы). Структурная схема системы теплоснабжения (рис. 2), состоящей из двух геотермальных скважин (3Т, 4Т) с общим расчетным дебитом 1718,4 м3/сут с повысительными насосами и баками, магистральными тепловыми сетями от скважин до ЦТП Ду 150 мм общей протяженностью 1,6 км, центрального теплового пункта тепловой мощностью 5,28 МВт с теплообменным и насосным оборудованием, гелиотеплонасосной установкой производительностью 8–20 м3/сут при температуре ГВС 55 °С, распределительные тепловые сети диаметром от 32 до 150 мм, общей протяженностью 12 км, сливного трубопровода отработанной геотермальной воды Ду 200 мм, длиной 0,465 км, насосной станции аварийного расхолаживания, сетей электроснабжения 10–0,4 кВ, трансформаторной подстанции 150 кВА, АСУ системы геотермального теплоснабжения. На рис. 3 представлена принципиальная схема обустройства геотермальных скважин. Особенностью данных скважин является снижение давления на устье в отдельные дни отопительного сезона до 3 м в ст. Предусмотрены насосы с частотно-регулируемым приводом, баки разрыва струи, приборы учета тепловой энергии. Конструкция скважинного сборно-разборного павильона, позволяющего производить капитальный ремонт скважины показана на рис. 4. Центральный геотермальный тепловой пункт запроектирован в центре тепловых нагрузок (рис. 5). Подключение системы теплоснабжения к геотермальным скважинам выполнено по независимой схеме. Расчетный температурный график потребителей поселка 90–60 °С определяется существующими системами отопления. Система теплоснабжения поселка двухтрубная в открытым водоразбором на горячее водоснабжение. Геотермальная вода после нагрева теплоносителя системы теплоснабжения поселка поступает в теплообменники теплиц, работающих с расчетным температурным графиком 60–30 °С. Охлажденный геотермальный теплоноситель сбрасывается в существующий пруд. Проектом предусмотрена насосная станция аварийного расхолаживания. На рис. 6 приведено здание ЦТП, в котором помимо технологического оборудования предусмотрены помещения для демонстрационного центра технологий использования ВИЭ. Данным проектом на первом этапе предусматривается сброс обработанной геотермальной воды в пруд, а на втором этапе ее обратная закачка. Для восстановления внутрипластового давления месторождения в летнее время запроектирована гелиоустановка для горячего водоснабжения с тепловыми насосами «воздух–вода» для нагрева воды при пасмурной погоде. На рис. 7 представлена схема данной гелиотеплонасосной установки с фотоэлектрическим приводом насосов. Солнечные коллекторы расположены на навесе на высоте 3,5–4,2 м над землей. Для электроснабжения циркуляционных насосов гелиоустановки запроектированы фотоэлектрические преобразователи установленной мощностью 1 кВт. На рис. 8 представлена конструкция гелиоустановки.
1. Поваров О.С., Томаров Г.В. Развитие геотермальной энергетики в России и за рубежом // Теплоэнергетика. №3/2006. 2. Шетов В.Х., Бутузов В.А. Геотермальная энергетика // Энергосбережение. №4/2006. 3. Бутузов В.А. Повышение эффективности систем теплоснабжения на основе возобновляемых источников энергии. Дис. на соискание степени доктора технических наук. ЭНИН. М.: 2004.
