1. Введение
Мировая геотермальная энергетика, включая отрасль геотермальных (грунтовых) тепловых насосов, нуждается в количественной оценке. Данный обзор основан на обновлённых документах из 62 стран и регионов, представивших отчёты о прямом использовании геотермальной энергии. На основании других источников к списку были добавлены ещё 26 стран. Таким образом, описано прямое использование геотермальной энергии в 88 странах. Для сравнения — в 2015 году было 82 страны, в 2010-м — 78, в 2005-м — 72, в 2000-м — 58, а в 1995 году — 28.
Геотермальный источник Эксельсиор (Excelsior) в Йеллоустонском национальном парке (США)
В данной работе выполнена оценка установленной тепловой мощности для прямого использования на конец 2019 года, которая составляет 107727 МВт, что на 52% больше, чем в 2015 году, при среднем темпе роста 8,73% в год. Используемая тепловая энергия составила величину 1020887 ТДж/год (283580 ГВт·ч/год), что на 72,3% больше, чем в 2015 году, при среднем темпе роста 11,5% в год.
Распределение тепловой энергии по категориям использования примерно следующее: 58,8% для геотермальных (грунтовых) тепловых насосов; 18% для бассейнов и ванн (включая бальнеологию); 16% для отопления помещений (из которых 91% приходится на централизованное теплоснабжение); 3,5% для обогрева теплиц; 1,6% для промышленных применений; 1,3% для подогрева рыбоводных прудов и беговых дорожек; 0,4% для сушки сельскохозяйственных культур; 0,2% для плавления снега и охлаждения и 0,2% для «других применений».
Мировое использование геотермального тепла нашей планеты обеспечивает экономию энергии в размере 596 млн баррелей (81 млн тонн) эквивалентной нефти в год, что предотвращает выброс в атмосферу 78,1 млн тонн углерода и 252,6 млн тонн CO2. В том числе с учётом экономии, получаемой при использовании геотермальных тепловых насосов в режиме охлаждения по сравнению с использованием мазута для выработки электроэнергии.
Для производимых оценок практически невозможно отделить прямое использование геотермальной энергии от производства электроэнергии, поэтому можно привести общие цифры: в 42 странах было пробурено примерно 2647 скважин, в 59 странах было затрачено 34,5 тыс. человеко-лет, и $22,262 млрд было инвестировано в проекты в 53 странах.
Прямое использование (direct use) геотермальной энергии (ГЭ) является одной из старейших, наиболее универсальных и распространённых форм использования этого вида энергии [1]. История прямого использования геотермальной энергии с древних времён рассмотрена для 25 стран в книге «Истории нагретой земли — наше геотермальное наследие» [2], которая документирует использование геотермальной энергии на протяжении более 2000 лет. Фигурирующая в данной статье информация о прямом использовании геотермального тепла основана на обновлённых документах стран, представленных на Всемирном геотермальном конгрессе 2020 года (WGC 2020) и опубликованных в сборнике трудов, охватывающих период 2015–2019 годов.
Для создания настоящего обзора были запрошены документы из 113 стран и регионов, из которых 62 сообщили об использовании геотермальной энергии, а данные по 26 странам были добавлены из других источников, таких как предшествующие Всемирные геотермальные конгрессы и личные сообщения. Как уже было указано, всего охвачено 88 стран, что на шесть больше, чем в WGC 2015.
Другие страны и регионы, возможно, только начинают развивать геотермальную энергетику и на 2019 год не имеют никаких связанных с ней проектов. В их числе Бангладеш, Джибути, Коморские острова, Эритрея, Фиджи, Ливия, Мальта, Пакистан, Панама, Руанда, Шри-Ланка, Судан, Танзания, Уганда, Объединённые Арабские Эмираты, Уругвай, Вануату, Замбия и Зимбабве. Если информация была неполной, авторы использовали данные предыдущих конгрессов по геотермии, а также данные из публикаций [3–9] и личные контакты. Данные WGC 2020 также сравниваются с данными, представленными на предыдущих мировых геотермальных конгрессах.
Каскадная модель применения геотермальной энергии (а) и сферы применения геотермальной энергии в зависимости от температуры геотермальной воды (б)
2. Сводные данные
В табл. 1 обобщены данные по установленной тепловой мощности [ МВт], годовому потреблению энергии [ТДж/год и ГВт·ч/год] и коэффициенту использования установленной мощности (КИУМ) по регионам и континентам на конец 2019 года. Табл. А1 (будет приведена во второй части статьи) представляет собой аналогичную сводку по отдельным странам.
Общая установленная мощность прямого использования геотермальной энергии в мире, заявленная на конец 2019 года, составляет 107727 МВт, что на 52,0% больше, чем в 2015 году, и увеличилась на 8,7% в годовом выражении. Общее годовое потребление энергии равно 1020887 ТДж/год (283580 ГВт·ч), что указывает на увеличение на 72,3% по сравнению с данными WGC 2015 при совокупном годовом темпе роста 11,5%.
Мировой коэффициент использования установленной мощности (КИУМ) составляет 0,3 (что эквивалентно 2628 часам работы при полной нагрузке в год), показывая увеличение с 0,265 в 2015 году и 0,28 в 2010-м, но уменьшение по сравнению с 0,31 в 2005 году и 0,4 в 2000-м. Более высокий в прошлом коэффициент и темпы роста годового потребления энергии обусловлены увеличением числа геотермальных (грунтовых) тепловых насосов (Geothermal Heat Pump, GHP), даже несмотря на то, что во всём мире они имеют низкий КИУМ, равный 0,245.
Рис. 1. Установленная мощность прямого использования геотермальной энергии и ежегодное потребление в 1995–2020 годах
Темпы роста установленной мощности и годового энергопотребления за последние 30 лет суммированы на рис. 1. Растущая популярность геотермальных (грунтовых) тепловых насосов оказала значительное влияние на рост прямого использования геотермальной энергии в 58 странах или регионах по сравнению с 48 в 2015 году. Годовая установленная мощность выросла в 1,54 раза, составив 9,06%. Ежегодное энергопотребление этих установок возросло в 1,84 раза при совокупном показателе 12,92% по сравнению с данными WGC 2015.
Рис. 2. Мировое потребление геотермальной энергии прямого использования в 1995–2020 годах
Это отчасти связано с улучшением отчётности и способностью геотермальных тепловых насосов использовать подземные воды или внутриземное тепло в любой точке мира (рис. 2). Пятью ведущими странами, применяющими геотермальные тепловые насосы, являются по установленной мощности Китай, США, Швеция, Германия и Финляндия [ МВт], а по годовому потреблению энергии [ТДж/год] — Китай, США, Швеция, Германия и Финляндия (см. табл. 7). По примерным оценкам, во всём мире установлено 6,46 млн единиц оборудования, причём 77,4% из них приходится на лидеров.
Пятью странами с наибольшими показателями прямого использования геотермального тепла (включая геотермальные тепловые насосы) по установленной мощности [ МВт] являются Китай, Соединённые Штаты Америки, Швеция, Германия и Турция, на долю которых приходится 71,1% мировой мощности (табл. 2). Пятью странами с наибольшим годовым потреблением энергии, включая геотермальные тепловые насосы [ТДж/год], являются Китай, США, Швеция, Турция и Япония с 73,4% мирового потребления. Однако анализ данных с точки зрения занимаемой площади или численности населения показывает, что доминируют более мелкие страны, особенно северные.
*1 По численности населения из расчёта на 1000 человек.
«Пятёркой лучших» по установленной мощности ( МВт/население) в этом случае становятся Исландия, Швеция, Финляндия, Швейцария и Норвегия; по годовому потреблению энергии [ТДж/год/население] — Исландия, Швеция, Финляндия, Норвегия и Новая Зеландия (табл. 3). Пятёрку лидеров относительно занимаемой площади по установленной мощности ( МВт/площадь) представляют Швейцария, Нидерланды, Исландия, Швеция и Австрия, а по годовому потреблению энергии [ТДж/год/площадь] лидируют Швейцария, Исландия, Швеция, Венгрия и Австрия (табл. 4).
*2 В пересчёте на площадь суши (на 100 км2).
Наибольшее процентное увеличение установленной мощности [ МВт] за последние пять лет произошло в Исландии, Венгрии, Франции, Египте и Австралии, а с точки зрения годового потребления энергии [ТДж/год] — в Испании, Йемене, Австралии, Кении и Грузии (табл. 5). Это увеличение связано преимущественно с установкой геотермальных тепловых насосов или улучшением отчётности об использовании геотермальных вод для ванн и бассейнов. В 1985 году только 11 стран сообщили о величинах установленной мощности более 100 МВт. К 1990 году это число возросло до 14, к 1995-му — до 15, к 2000-му — до 23, к 2005-му — до 33, к 2010-му — до 36, а к 2020 году — до 38.
*3 По наибольшему росту с 2015 года.
Пятью странами с наибольшим непосредственным использованием глубинного тепла земли без учёта геотермальных тепловых насосов, являются Китай, Турция, Япония, Исландия и Венгрия, на долю которых приходится 76% мировой установленной мощности [ МВт].
По годовому потреблению геотермальной энергии [ТДж/год] без учёта геотермальных тепловых насосов выделяются Китай, Турция, Япония, Исландия и Новая Зеландия, на долю которых приходится 76,5% мирового потребления (табл. 6).
3. Категории использования
В табл. 8–10 приводятся данные за 1995, 2000, 2005, 2010, 2015 и 2020 годы, касающиеся различных видов использования по мощности [ МВт], энергии [ТДж/год] и коэффициента использования установленной мощности (КИУМ). Это распределение можно представить как блок-диаграмму (приведена на рис. 2) для TOP-6 энергетических применений. Была также предпринята попытка провести различие между индивидуальным и централизованным отоплением помещений, но в докладах из отдельных стран такое различие не всегда проводилось.
По оценкам авторов, централизованное теплоснабжение составляет 91% установленной мощности и 59% годового потребления энергии. Плавление снега занимает бόльшую часть (более 90%) в категории «Плавление снега/кондиционирование воздуха». Категория «Другое» охватывает различные виды использования, в том числе животноводство, выращивание спирулины и производство безалкогольных напитков.
3.1. Геотермальные тепловые насосы
Геотермальные (грунтовые) тепловые насосы имеют самое большое применение в мире, на их долю приходится 71,6% установленной мощности и 59,2% годового потребления энергии. Установленная мощность составляет 77547 МВт, а энергопотребление — 599981 ТДж/год, при этом КИУМ равен 0,245 в режиме нагрева. Хотя большинство установок используется в Северной Америке, Европе и Китае, число стран, где они применяются, увеличилось с 26 в 2000 году до 33 в 2005-м, 43 в 2010-м, 48 в 2015-м и 54 в 2020 году. Эквивалентное количество установок мощностью 12 кВт (типичное для домов США и Западной Европы) составляет примерно 6,46 млн единиц. Это на 54% больше, чем количество установок, зарегистрированных в 2015 году, и более чем в два раза превышает показатели 2010 года. Мощности отдельных установок, однако, колеблются от 5,5 кВт для жилищ до более 150 кВт для коммерческих и производственных целей.
В США большинство GHP рассчитаны на пиковую нагрузку охлаждения, что является завышенным для отопления, за исключением северных штатов: таким образом, они оцениваются в среднем в 2000 эквивалентных часов полной нагрузки по отоплению в год (КИУМ = 0,23). В Европе при использовании ископаемого топлива большинство установок предназначены для отопления и часто рассчитаны на максимальную базовую нагрузку. Однако некоторые из этих установок могут работать до 3000 эквивалентных полных отопительных часов в год (КИУМ = 0,34), как, например, в скандинавских странах (особенно в Финляндии). Если не было сообщено фактическое количество эквивалентных отопительных часов при полной нагрузке, то для оценки выработки энергии [ТДж/год] использовалось значение 2200 часов в год и выше для некоторых северных стран [10].
Потребление энергии для тепловых насосов (если не было указано в отчётах) рассчитывалось по установленной мощности на основе усреднённой величины коэффициента преобразования (Coefficient of Performance, COP), равного 3,5, который позволяет от единицы потребляемой энергии (обычно электрической) получить до 2,5 единиц выходной тепловой энергии для геотермальной компоненты, составляющей 71% от номинальной мощности:
(COP — 1)/COP = 0,71.
Нагрузка охлаждения в данном случае не рассматривалась как геотермальная, так как тепло отводится в грунт или грунтовые воды. Охлаждение, однако, играет определённую роль в замещении ископаемого топлива и сокращении выбросов парниковых газов и, таким образом, включено в последующее обсуждение.
Ведущими странами (77,4%) по числу установок [ МВт] являются Китай, США, Швеция, Германия и Финляндия. Лидерами по произведённой энергии [ТДж/год] также являются эти страны — 83,5% от общего объёма (табл. 7).
3.2. Отопление
Отопление помещений, в том числе индивидуальное и централизованное, увеличило установленную мощность на 68% и ежегодное потребление энергии на 83,8% по сравнению с цифрами WGC 2015. Установленная мощность в настоящее время составляет 12768 МВт, а годовое потребление энергии — 162979 ТДж/год. Для сравнения, 91% установленной мощности и 91% годового потребления энергии приходится на централизованное теплоснабжение (29 стран).
Ведущими в области централизованного теплоснабжения, как по мощности, так и по годовому потреблению энергии, являются Китай, Исландия, Турция, Франция и Германия, тогда как в секторе индивидуального теплоснабжения по установленной мощности [ МВт] лидируют Турция, Россия, Япония, США и Венгрия. По годовому потреблению энергии [ТДж/год] список из 29 стран возглавляют Турция, Япония, Россия, США и Швейцария. На долю этих пяти стран приходится около 90% всего мирового централизованного теплоснабжения и около 75% индивидуального отопления помещений.
3.3. Теплицы и подогрев закрытого грунта
Во всём мире использование геотермальной энергии для обогрева теплиц и парников увеличилось на 24% по установленной мощности и на 23% по годовому потреблению энергии. Установленная мощность составляет 2459 МВт, а энергопотребление — 35826 ТДж/год.
В общей сложности 32 страны сообщают о геотермальном тепличном отоплении (по сравнению с 31 из обзора WGC 2015), причём ведущими странами по ежегодному потреблению энергии [ТДж/год] являются Турция, Китай, Нидерланды, Российская Федерация и Венгрия, что составляет около 83% от общего объёма мирового потребления.
«Геотермальная» теплица в «городе теплиц» Хверагерди (Hveragerdi), Исландия
Большинство стран не проводят различий между тепличным отоплением и подогревом открытого грунта, и лишь немногие сообщили о фактической площади подогрева. Основными культурами, выращиваемыми в теплицах, являются овощи и цветы, однако выращиваются также семена деревьев, кактусы и рыба в прудах (Соединённые Штаты Америки) и, кроме того, фрукты, такие как бананы (Исландия). В Исландии (овощи) и Греции (спаржа) с помощью геотермальных тепловых насосов осуществляется обогрев закрытого грунта. Поскольку затраты на рабочую силу являются одним из основных издержек в этом секторе, развивающиеся страны имеют конкурентное преимущество по сравнению с более развитыми странами.
Если использовать среднюю величину потребности в энергии, определённую WGC 2000 для обогрева теплиц в размере 20 ТДж/год на 1 га, то 35826 ТДж/год соответствуют примерно 1791 га обогреваемых геотермальной водой теплиц по всему миру, то есть прирост на 23,4% по сравнению с 2015 годом.
3.4. Аквакультура и подогрев дорог (тротуаров)
Использование геотермальных источников для подогрева воды в рыбоводных прудах возросло за период с WGC 2015, составив 36,5% прироста установленной мощности и 13,5% прироста годового потребления энергии. Установленная мощность составляет 950 МВт, а энергопотребление — 13573 ТДж/год. Двадцать одна страна сообщает об этом виде применения, основными из которых с точки зрения годового потребления энергии являются Китай, США, Исландия, Италия и Израиль — те же страны упомянуты в WGC 2015, на их долю приходится 92% годового использования.
Разведение водных организмов в искусственных водоёмах весьма трудоёмко и требует хорошо обученного персонала. Рыба в таких сооружениях растёт медленно и нуждается в постоянном уходе. Тилапия, лосось, окунь и форель — самые распространённые культивируемые породы рыбы, но также выращиваются тропические рыбы, омары, креветки и даже аллигаторы. Два основных объекта по разведению аллигаторов находятся в Соединённых Штатах Америки — в штате Айдахо их выращивают для мяса и шкур, а в Колорадо — в качестве туристической достопримечательности.
Основываясь на информации из США, подсчитано, что для использования геотермальной воды в открытых прудах требуется 0,242 ТДж/год на тонну рыбы (окунь и тилапия). Таким образом, заявленное потребление энергии в размере 13573 ТДж/год представляет собой расчётный эквивалент 56087 тонн годового производства, что на 13,5% больше, чем в 2015 году. Выращивание рыбы в крытых прудах (рядом с теплицами) сокращает потребности в энергии примерно наполовину, однако крытых прудов очень мало.
Геотермальная энергия с успехом применяется для сушки зерна, овощей, фруктов и рыбы
3.5. Сушка водных организмов и сельскохозяйственных культур
Пятнадцать стран сообщили об использовании геотермальной энергии для сушки различных зерновых, овощных и фруктовых культур — столько же, сколько и в 2015 году. Примеры культур для сушки: морские водоросли (Исландия), лук (США), пшеница и злаки (Сербия), фрукты (Сальвадор, Гватемала и Мексика), люцерна (Новая Зеландия), кокосы (Филиппины) и древесина (Мексика, Новая Зеландия и Румыния). Крупнейшими потребителями энергии являются Китай, Франция, Венгрия, США и Япония, на долю которых приходится 94% мирового потребления. В общей сложности используется 257 МВт и 3529 ТДж/год, что, соответственно, на 59,6%, и 73,8% больше по сравнению с данными WGC 2015.
3.6. Промышленное использование
Об этой категории применения сообщается из 14 стран, что на одну меньше, чем в 2015 году. Эти виды использования, как правило, являются круглогодичными и имеют высокое энергопотребление. Примеры: отверждение бетона (Гватемала и Словения), розлив воды и газированных напитков (Болгария, Сербия и Соединённые Штаты), пастеризация молока (Румыния и Новая Зеландия), кожевенная промышленность (Сербия и Словения), химическая экстракция (Болгария, Польша и Россия), добыча CO2 (Исландия и Турция), целлюлозно-бумажная промышленность (Новая Зеландия), экстракция йода и соли (Вьетнам), производство боратов и борной кислоты (Италия). Установленная мощность составляет 852 МВт, а потребление энергии — 16390 ТДж/год, что, соответственно, на 38,8% и 56,8% больше, чем в 2015 году. Как и ожидалось, из-за почти круглогодичной работы использование тепла для промышленных процессов имеет один из самых высоких коэффициентов использования установленной мощности среди всех видов непосредственного применения — 0,61, что выше значения 0,54 для 2015 года, но ниже 0,699 для 2010-го и 0,712 для 2005-го. Причины снижения КИУМ не приводятся, однако это может быть связано с более эффективными операциями и потреблением энергии или меньшим количеством рабочих часов в год. Лидерами по промышленному потреблению геотермальной энергии [ТДж/год] являются Китай, Новая Зеландия, Исландия, Россия и Венгрия, на долю которых приходится 98% потребления.
Горячий источник Сатурния (Saturnia) в южной части Тосканы, Италия
3.7. Бальнеология и бассейны
Это самые сложные данные для сбора и количественной оценки. Почти в каждой стране (53 из 88) есть курорты с бассейнами, подогреваемыми геотермальной водой, в том числе для бальнеологии (водолечения), но во многих поток воды не регулируется даже ночью, когда бассейн закрыт. В некоторых странах не следят за использованием воды в бассейнах. В результате фактические показатели по энергопотреблению и мощности могут быть занижены на 20%. Там, где не регистрировались перепады температуры и потока, для мощности и энергии применялись оценки 0,35 МВт и 7 ТДж/год. В других случаях, на основе контактов с исследователями из различных стран, для установленной мощности 0,21 МВт принимали значения расхода 5 л/с и изменения температуры 10°C, а для годового потребления 4 ТДж/год — 3 л/с и 10°C. В добавление к 53 странам (в 2015 году их было 70, в 2010-м — 67 и 60 в 2005 году), которые сообщили о применении горячей воды источников для принятия ванн и плавания, известно об установках в Дании, Франции, Мозамбике, Никарагуа, Сингапуре и Замбии.
Общая установленная мощность составляет 12253 МВт, а потребление энергии — 184070 ТДж/год, что на 35,1% и 53,9% больше, чем в 2015 году. Мы также включили данные об «онсэнах» (горячих бассейнах) в гостиницах японского стиля, которые используют горячую родниковую воду для купания, как и в предыдущих отчётах WGC. Наибольшее ежегодное потребление геотермальной энергии для купания и плавания регистрируется в Китае, Японии, Турции, Бразилии и Мексике, на долю которых приходится 79,5% годового потребления.
3.8. Плавление снега и охлаждение помещений
Очень немногие проекты в этой области касаются в основном очищения от снега дорожного покрытия. Снегоплавильные установки для улиц и тротуаров работают в Исландии, Японии, Аргентине, Соединённых Штатах и Словении, а также в ограниченной степени в Польше и Норвегии. Во всём мире плавлением очищается приблизительно 2,5 млн м² дорожного покрытия, больше всего — в Исландии (74%). Проект в Аргентине использует геотермальный пар для плавления снега на шоссе в Андах, чтобы держать курортные зоны доступными в течение зимы.
Устройство системы снеготаяния на основе грунтового теплового насоса в США
В Соединённых Штатах плавление снега на тротуарах используется по большей части в городе Кламат-Фолс в студенческом кампусе Технологического института Орегона, где оно является частью системы централизованного теплоснабжения, использующей низкотемпературную возвратную воду в теплообменнике с водно-гликолевой смесью для стимулирования таяния снега на тротуарах и настилах мостов. Требуемая мощность колеблется от 130 до 180 Вт/м² (США и Исландия). Установленная мощность для утилизации снега составляет 415 МВт, а потребление энергии — 2389 ТДж/год, что несколько меньше, чем в 2015 году.
Система снеготаяния может снабжаться «бесплатной» горячей геотермальной водой
Охлаждение (кондиционирование воздуха) используется в семи странах, причём лидером является Болгария, за которой следуют Бразилия, Австралия, Словения, Алжир, Албания и Индия с общей мощностью 19,9 МВт и 200,1 ТДж/год. Тепловые насосы, работающие в режиме охлаждения, не включены в этот перечень, так как они только возвращают тепло в недра, а значит не используют геотермальную энергию. Однако их количество будет учтено в последующих обобщениях, поскольку они замещают ископаемое топливо, сокращая его использование.
Общая сумма для обоих обсуждаемых видов использования составляет 434,9 МВт и 2589,1 ТДж/год.
3.9. Другие применения
По сообщениям из 14 стран, эта категория потребляет 106 МВт и 1,95 ТДж/год, что на 34,2 и 35,4% выше по сравнению с 2015 годом. Геотермальное тепло расходуется, в основном, в сфере животноводства, на выращивание спирулины, обессоливание и стерилизацию бутылок.
Наибольшее применение термальная вода находит в Новой Зеландии, где используется для орошения, защиты от замерзания и в геотермальном туристическом парке, за ней следуют Япония (кулинария) и Кения (кипячение воды).
4. Коэффициенты использования установленной мощности
Средние коэффициенты использования установленной мощности были определены для каждой страны (табл. А1) и для каждой категории (табл. 2). Они варьируются от 0,07 до 1,0 для стран и от 0,189 до 0,61 для категорий использования. Низкое значение КИУМ обычно относится к странам, в которых преобладает применение геотермальных тепловых насосов (Бельгия, Дания, Египет, Нидерланды, Саудовская Аравия и Украина), тогда как высокие значения — к странам промышленным использованием (Новая Зеландия) или непрерывной эксплуатацией бассейнов для плавания (Алжир, Восточно-Карибские острова, Иран, Кения, Мадагаскар и Мексика). Геотермальные установки, применяющиеся для плавления снега и охлаждения, имеют низкий КИУМ (0,189) из-за редкого использования.
Как уже было отмечено, мировой коэффициент использования установленной мощности увеличился с 0,265 до 0,3, по данным WGC 2015 и WGC 2020, и был почти таким же для WGC 2010, однако снизился по сравнению с WGC 2005, WGC 2000 и WGC 1995. Эти изменения обусловлены различными факторами, но главным образом более широким внедрением геотермальных тепловых насосов, отопления помещений и использования для бальнеологии и плавания.
Коэффициент использования установленной мощности (Capacity Factor, CF) рассчитывается как КИУМ = 0,0317W/P, где W — потребление энергии, ТДж/год; P — установленная мощность, МВт. Это число отражает процент эквивалентных рабочих часов при полной нагрузке в год, то есть если КИУМ = 0,7, то это эквивалентно 8760×0,7 = 6132 рабочим часам при полной нагрузке в год.
5. Геотермальные ресурсы Африки
5.1. Алжир
Основными видами использования геотермальных вод в Алжире являются бальнеология, отопление помещений и обогрев теплиц [11]. Успешный проект рыбоводства в Сахаре является хорошим примером применения геотермальной воды с температурой 60°C. Геотермальными водами Сахары, которые имеют температуру до 57°C, отапливаются также 18 теплиц общей площадью 7200 м².
В начальной школе Сиди Бен Салах (Sidi Ben Salah) в провинции Сайда (Saïda)
на северо-западе Алжира был установлен геотермальный тепловой насос для отопления и охлаждения. Также в [11] приводятся различные примеры прямого использования геотермальной энергии, в том числе для индивидуального отопления помещений потребляется 2 МВт и 26 ТДж/год, для отопления теплиц — 1,2 МВт и 5 ТДж/год, для рыбоводства — 15 МВт и 300,5 ТДж/год, для бассейнов и ванн — 58,3 МВт и 1955,4 ТДж/год, для кондиционирования воздуха — 0,5 МВт и 3,2 ТДж/год и для геотермальных тепловых насосов — 0,7 МВт и 85 ТДж/год.
Это даёт в общей сложности 77,7 МВт и 2375,1 ТДж/год с КИУМ = 0,969.
5.2. Бурунди
Сообщается о прямом использовании геотермальных вод в городе Мугара (Mugara) в районе Румонге (Rumonge), где организован спа-центр для бальнеотерапии и купания. Люди со всей страны посещают этот спа-центр. С развитием туризма в Мугаре появились и другие виды экономической деятельности, такие как отели и небольшой рынок. Для туристов и других посетителей для проезда в этот район предоставляется транспорт.
На обслуживание плавательных бассейнов и ванн в Бурунди расходуется 0,35 МВт и 7 ТДж/год [12].
5.3. Египет
Прямое использование термальных вод в Древнем Египте насчитывает тысячи лет. Египтяне использовали термальную воду из горячего источника для бытовых нужд. Богачи оборудовали тёплые пруды для купания и медицинских целей, о чём свидетельствуют некоторые папирусы, обнаруженные в западной пустыне. Низкотемпературные геотермальные вόды в настоящее время используются в Египте для централизованного теплоснабжения, рыбоводства, сельскохозяйственного применения и теплиц. Вдоль восточного побережья Суэцкого залива были построены плавательные бассейны. Эти термальные бассейны в основном используются в туристических и медицинских целях. В большинстве теплиц западной пустыни Египта — оазисы Бахария (Bahariya) и Дахла (Dakhla) — применяются термальные воды. В зимний период также действует централизованное отопление.
Купальня с геотермальной минеральной водой в оазисе Сива (Siwa), Египет
В общей сложности 12 субъектов сообщают об использовании геотермальной энергии: семь из них используют её для купания и плавания, а пять — для других целей (в частности, приготовления пищи). Расчётное использование составляет 44 МВт и 152,9 ТДж/год.
5.4. Эфиопия
Прямое применение термальной воды в Эфиопии ограничивается ваннами и плавательными бассейнами. В районе Аддис-Абебы ряд курортов, отелей и парков используют горячую воду и пар для купания в бассейнах и в бальнеологических целях. Потребляемая геотермальная энергия прямого использования была оценена для WGC 2015 и по-прежнему считается актуальной. Оценочные расчёты для плавания и купания составляют 2,2 МВт и 41,6 ТДж/год [5, 13].
Геотермальная электростанция Olkaria II (105 МВт) в Национальном парке Найваша, Кения
5.5. Кения
Основные участки потребления геотермальной энергии в стране находятся на геотермальном месторождении Эбурру (Eburru), где работает построенная в 1939 году сушилка для цветов и семян пиретрума. В Национальном парке Найваша (Naivasha), в крупнейшей в мире теплице с геотермальным обогревом Oserian Greenhouse выращивают розы для мирового экспорта (отгрузка до одного миллиона роз в день). В спа-салоне «Олкариа» (Olkaria Spa) и ваннах используются отработанные воды геотермальной электростанции Olkaria II.
Геотермальные показатели по стране составляют: 5,3 МВт и 185 ТДж/год для теплиц; 0,3 МВт и 9,9 ТДж/год для сушки сельскохозяйственных культур; 0,2 МВт и 6,5 ТДж/год для рыбоводства; 8,7 МВт и 275,5 ТДж/год для бальнеологии и 4 МВт и 125,5 ТДж/год для других целей (прачечные и переработка молока) — суммарно 18,5 МВт и 602,4 ТДж/год [14].
Бассейн с термальной водой в спа-центре «Раномафана Наморона», Мадагаскар
5.6. Мадагаскар
В настоящее время на Мадагаскаре имеется пять термальных курортов, используемых для бальнеологии, спорта, отдыха и в качестве туристических центров. Термальные воды также бутилируются тремя компаниями по розливу минеральной воды, что регулируется законом о концессиях. В спа-центре «Анцирабе» (Antsirabe Spa) работает большой отель и реабилитационный центр с плавательным бассейном. Аналогичное использование практикуется в спа-центре «Раномафана Наморона» (Ranomafana Namorona Spa) рядом с Национальным парком Раномафана (к слову, Ranomafana по-малагасийски значит «горячая вода»). Термальные источники в спа-отелях «Безаха» (Bezaha Spa) и «Бетафо» (Betafo Spa) применяются в центрах реабилитации и отдыха. Для профилактики заболеваний пользуются питьевой водой из кранов.
Наибольшую долю в бальнеологии занимает вода, используемая для релаксации, санитарных нужд и профилактики. Итого для бальнеологии и плавания: 2,814 МВт и 75,585 ТДж/год [15].
5.7. Малави
Прямое использование геотермальной энергии в Малави развито слабо. Отмечено использование воды для купания в Нхотакоте (Nkhotakota), где были построены ванные комнаты. В остальном она используется больше для неформальных целей, таких как мытье и выращивание маниоки. Для обогрева и охлаждения помещений зарегистрированы только тепловые насосы с воздушным источником в отеле Protea Ryalls, хотя, возможно, имеется и ещё одна теплонасосная установка. Утверждается, что геотермальная энергия используется для разведения рыбы, но департаменты энергетики и геологических изысканий не смогли это подтвердить. В настоящее время подсчитано, что 0,1 МВт и 2 ТДж/год предназначены для геотермальных тепловых насосов, 0,1 МВт и 2 ТДж/год для сельскохозяйственных сушилок, а также 0,35 МВт и 7 ТДж/год для бальнеологии, в общей сложности 0,55 МВт и 11 ТДж/год [16].
5.8. Марокко
Поскольку никаких документов из Марокко не получено, придётся использовать данные WGC 2015, предполагая, что ничего не изменилось. Термальные воды применяются в основном для водолечения, плавательных бассейнов и розлива питьевой воды. Ключевое применение для геотермальной энергии в стране связано с тепличным отоплением, однако на данный момент ни об одном из них не сообщается. Использование в бальнеологии оценивается в 5 МВт и 50 ТДж/год [17].
5.9. Нигерия
В стране имеются рекреационные центры на основе хорошо известных геотермальных источников, классифицированные как примеры прямого использования. Это курорт тёплых источников Икогоси (Ikogosi) в одноимённом городе в штате Экити (Ekiti) и курорт Вики-Спринг (Wiki Spring) в Национальном парке Янкари, штат Баучи (Bauchi). Тёплый источник Икогоси имеет температуру около 70°C в источнике и 37°C после смешивания с холодной водой другого источника. На курорте есть бассейн, заполненный водой из источника, а также инфраструктура для размещения туристов.
Въезд на территорию спа-центра в парке тёплых источников Икогоси, Нигерия
Тёплый источник Викки (Wikki) с температурой 32°C имеет зону для купания, питающуюся из источника в соседней пещере. Источник Викки — одна из достопримечательностей курорта, наряду с дикой природой, лесом и остатками поселений с более примитивным образом жизни. Помимо приятной и сбалансированной температуры воды, ещё одним привлекательным качеством тёплых источников Икогоси и Викки является их общепризнанная целебная сила, которая, как считается, оказывает положительное терапевтическое воздействие.
Геотермальный источник Викки, Нигерия
Всё это, вместе с природной красотой района, привлекает множество туристов. Подсчитано, что 0,7 МВт и 14 ТДж/год — это мощность и потребляемая в стране геотермальная энергии для бальнеологии и плавания [18].
5.10. Южная Африка
Использование геотермальной энергии в ЮАР ограничивается прямым применением. В древние времена термальные воды источников Айланд (Die Eiland), который был известен как Летаба (Letaba), и Сутини (Soutini) использовались для производства соли. Этот ресурс всё ещё используется в районе Балени (Baleni) в северной части провинции Лимпопо в церемониальных и медицинских целях.
Спа-отель Avalon Springs с горячей термальной водой в городе Монтегю (Montegu), ЮАР
В XIX и начале XX веков термальные источники были очень популярны и посещались из-за предполагаемых лечебных свойств. Со временем термальные источники с относительно низким расходом воды, расположенные вдали от транспортных путей или в бывших «племенных» районах, пришли в упадок либо никогда не разрабатывались. При этом большинство термальных вод ЮАР, за исключением вод Западного Мыса, имеют высокую концентрацию фтора и непригодны для потребления. Несмотря на несоответствие качества воды стандартам рекреационного использования, на некоторых курортах считается, что небольшое количество воды, попадающей в организм во время рекреационных мероприятий, таких как плавание, не должно представлять опасности. Однако даже те источники, вода которых пригодна для потребления, нарушают стандарты Южноафриканской национальной ассоциации бутилированной воды (SANBWA) и поэтому не предназначены для розлива.
В ЮАР в общей сложности 23 геотермальных объекта были переведены на использование горячей воды для купания. Они имеют мощность 2,3 МВт и потребляют 85,1 ТДж/год [19].
5.11. Тунис
Из этого региона не было получено ни одного обновлённого документа, поэтому авторы основываются на данных WGC 2015, предполагая, что с тех пор мало что изменилось. Использование геотермальной энергии в Тунисе ограничено прямым применением вследствие низкой энтальпии ресурсов, расположенных в основном на юге страны.
Баня («хаммам») в отеле La Badira, Тунис
На протяжении тысячелетий термальная вода использовалась для купания. Многие из геотермальных проявлений в стране называются «хаммам» (баня), что отражает основное использование геотермальной воды на протяжении веков. Политика тунисского правительства в начале 1980-х годов была ориентирована на развитие оазисов и поставку геотермальной воды для орошения. Поэтому скважины в основном эксплуатируются в дополнение к орошению оазисов после охлаждения воды в атмосферных градирнях. Вода холоднее 40–45°C, как правило, используется непосредственно для оазисного орошения.
Горячий источник термального курорта Корбус (Korbous) на северо-западе мыса Бон, Тунис
Бóльшая часть геотермального ресурса в настоящее время используется для орошения и теплиц. Правительство начало использовать геотермальную энергию для тепличного хозяйства в 1986 году, а затем опробовало перспективное и экономически целесообразное применение на одном гектаре насаждений в южной части страны. Результаты этого эксперимента были обнадёживающими, и, таким образом, посевные площади теперь увеличились до 244 га. Исходя из данных WGC 2010 и WGC 2015, сумма для теплиц составила 42,5 МВт и 335 ТДж/год, для купания и плавания — 0,9 МВт и 23 ТДж/год, а для других целей (в основном животноводства) — 0,4 МВт и 6 ТДж/год. Для страны в общей сложности цифры составляют 3,8 МВт и 364 ТДж/год [20].
6. Геотермальные ресурсы Азии
6.1. Китай
Прямое использование геотермальной энергии в КНР принесло пользу государству в части выполнения требований по энергосбережению и снижению выбросов CO2. Самым быстрорастущим сектором является установка геотермальных тепловых насосов. В 2009 году на долю GHP в Китае приходилось 53,5% установленной мощности и 51,9% годового энергопотребления (сегодня это 65,1% и 55,5%, соответственно). После тепловых насосов наибольшее применение нашло индивидуальное отопление, а также бальнеология, 20,4% и 19,6% годового потребления энергии, соответственно. Геотермальное отопление помещений превышает 150 млн м², с темпом роста 10% в год.
Термальный курорт вблизи города Чэнду (Chengdu), провинция Сычуань (Sichuan), Китай
Город Тяньцзинь (Tianjin), расположенный к югу от Пекина, имеет самый большой масштаб отопления (25 млн м²), что составляет 6% от центрального отопления города. Ожидается, что к 2020 году будет добываться 6,4 млн м³ в год, и площадь обогрева достигнет 35 млн м². В Пекине 3,36 млн м² отапливаются геотермальной водой, в том числе в самом городе,
международном аэропорту, крупном субцентре и зимнем Олимпийском центре. В округе Сюн (Xiong) провинции Хэбэй (Hebei) 4,6 млн м² отапливаются геотермальным теплом, удовлетворяя более чем на 9% потребности зимнего отопления района и внося вклад в создание первого в Китае «бездымного города».
Разработка и использование горячих источников сконцентрированы в основном на трёх направлениях. Во-первых, медицинские и оздоровительные аспекты, поскольку современные медицинские исследования показывают, что горячие источники оказывают терапевтическое воздействие на десятки недугов, особенно на скорость излечения кожных заболеваний. Установлено, что в общей сложности 60% термальных месторождений используются для купания. На втором месте — промышленное, сельскохозяйственное и рыбоводческое использование. Хороший пример этой категории использования можно найти в Пекине, где ежегодно выращивается множество растений с использованием тепла и воды горячих источников. Здесь площадь 20 к м² отведена под выращивание овощей, а также 70 видов особых цветов и 8 млн цветов, выращенных в теплицах. Использование Китаем горячих источников для аквакультуры распространилось на более чем 47 геотермальных месторождений в более чем 20 провинциях, с примерно 300 фермами и 5,5 млн м² рыбных прудов. Третье использование — досуговый туризм. Горячие источники вовлечены в туристическую сферу почти везде в Поднебесной империи, особенно в последние годы. Девелоперские проекты включают в рассмотрение горячие источники, культуру горячих источников, курорты горячих источников и города горячих источников.
Быстро развивалось в Китае и применение геотермальных (грунтовых) тепловых насосов, со среднегодовыми темпами прироста более 20%. По неполной статистике, к концу 2019 года площадь зданий, использующих геотермальные тепловые насосы, достигла 500 млн м². Например, в 2018 году в Пекине было завершено более 1300 проектов тепловых насосов, обогревающих площадь в 50,97 млн м², что замещает 65000 млн тонн ископаемого топлива и снижает загрязнение воздуха. Другими примерами являются Международный аэропорт Дасин (Daxing) в китайской столице, обеспечивающий отопление и охлаждение зданий площадью до 2,57 млн м², и субцентр Пекина, где есть установки, обеспечивающие отопление и охлаждение до 3 млн м².
Китайский Всемирный геотермальный выставочный парк построен в пригороде Пекина на базе «геотермальной» деревни Наньгун (Nangong)
В настоящее время в КНР осуществляется семь проектов геотермального централизованного теплоснабжения, а также множество тепличных, сушильных, промышленных и бальнеологических проектов. Геотермальные тепловые насосы применяются более чем в восьми районах Поднебесной.
Для центрального отопления используется 7011 МВт и 90650 ТДж/год, для отопления теплиц — 346 МВт и 4255 ТДж/год, для разведения рыбы — 482 МВт и 5016 ТДж/год, для сушки сельхозпродуктов — 179 МВт и 2145 ТДж/год, для промышленных процессов — 395 МВт и 8221 ТДж/год, для бальнеологии и бассейнов — 5747 МВт и 86993 ТДж/год и для геотермальных тепловых насосов — 26450 МВт и 246212 ТДж/год. В сумме это — 40610 МВт и 443492 ТДж/год [21].
6.2. Индия
До недавнего времени единственным прямым применением геотермальных вод в Индии были плавание и бальнеология (и в меньшей степени кулинария), которые применяются всё чаще с 2015 года.
Совсем недавно в стране была начата установка геотермальных тепловых насосов для охлаждения помещений, чтобы сэкономить на оплате электроэнергии. Впервые два блока GHP мощностью 72 кВт были установлены компанией M/S GeoSyndicate Power в фармацевтическом хранилище в Мумбаи. Установка использует грунтовые воды, взятые из скважины, в качестве циркулирующей среды. Для поддержания температуры в помещении на уровне +27°C использовался кожухотрубный теплообменник. Блок успешно работает с марта 2019 года. Этот опыт был принят некоторыми коммерческими учреждениями, в результате чего GeoSyndicate получила несколько заказов по установке холодильных агрегатов от предприятий по хранению продуктов питания и зерна — это хорошая перспектива экономии электроэнергии, вырабатываемой из ископаемого топлива, при этом существенно снижаются выбросы CO2.
Потребление внутриземной энергии для охлаждения с применением GHP составляет 0,144 МВт и 3,82 ТДж/год, а также 357,5 МВт и 4004 ТДж/год для плавания и бальнеолечения, в общей сложности — 357,644 МВт и 4007,82 ТДж/год [22].
6.3. Индонезия
На протяжении сотен лет вода природных горячих источников использовалась для водолечения, купания, мытья, приготовления пищи и других целей, в том числе дистилляции масла ветивера, пастеризации грибов, переработки коричневого сахара, разведения рыбы, сушки кофейных зёрен и чайных листьев.
Геотермальную энергию в Индонезии могут использовать прямо посреди рисовых полей
Как сообщалось в докладе WGC 2015, в Индонезии нет новых данных о прямом использовании геотермальной энергии. В настоящее время в Лампунге (Lampung) существует объект аквакультуры, использующий термальную воду, традиционный пресноводный промысел, в котором вода естественных горячих источников смешивается с пресной водой из реки для выращивания крупных сомов. Фермеры сообщают, что рыба лучше растёт в геотермально-пресноводной смеси. Общее использование термически-минеральных вод для рыбоводства составляло 50 т/ч.
Переработка пальмового сахара с использованием рассола, полученного из геотермального месторождения Лахендонг (Lahendong) и эксплуатируемого некоммерческим Фондом Масаранга (Masarang Foundation), была прекращена.
Другие виды использования геотермальной энергии в сельском хозяйстве Индонезии включают: сушку копры в Лахендонге, Маталоко (Mataloko) и Вай Ратаи (Wai Ratai); выращивание грибов в Пенгаленгане (Pengalengan) в Западной Яве; сушку чая и пастеризацию в Пенгаленгане и выращивание крупного сома в Лампунге. Оценочные данные по бальнеологии и плаванию составляют 2,3 МВт и 42,6 ТДж/год при КИУМ = 0,587. По другим видам непосредственного использования данных нет [23].
Термальный источник Рамзар (Ramsar), Иран
6.4. Иран
В последние годы (начиная с 2015 года) государственные органы предпринимают шаги по популяризации концепции прямого использования геотермальной энергии в сельскохозяйственных, рыбоводческих и тепличных целях. Иран традиционно широко использует свои ресурсы термальных вод для рекреационных и бальнеологических целей в виде бассейнов для купания. Сделаны попытки содействовать использованию термальных вод для некоторых других целей, всё же уделяя особое внимание рекреационной деятельности. В течение 2015–2019 годов из-за экономических трудностей было завершено только шесть новых геотермальных проектов для водолечения и плавания, а также усовершенствованы некоторые существующие системы централизованного теплоснабжения. Вследствие того, что в настоящее время субсидируются традиционные энергоносители (нефть, газ и электричество), концепция прямого использования термальных вод не получила пока широкого распространения. Плавание и бальнеолечение зарегистрированы на семи объектах в стране, что составляет 1,52 МВт и 27,1 ТДж/год при КИУМ = 0,565 [24].
Согласно докладам, в Иране имеется 196 объектов для купания и плавания, потребляющих 81,741 МВт и 2576,9 ТДж/год, а также 0,482 МВт и 6,36 ТДж/год расходуется для геотермальных тепловых насосов. Это даёт в сумме по стране 82,224 МВт и 2583,216 ТДж/год. Мы будем использовать эти последние цифры.
6.5. Израиль
От этой страны к 2020 году не было получено ни одного обновлённого отчёта, как и для WGC 2015. Таким образом, будут использованы данные WGC 2010 на основе оценок WGC 2005. Они были следующими: 27,6 МВт и 512 ТДж/год для отопления теплиц, 31,4 МВт и 989 ТДж/год для рыбоводства и 23,4 МВт и 692 ТДж/год для купален и плавательных бассейнов.
В общей сложности это даёт для страны 82,4 МВт и 2193 ТДж/год [5].
6.6. Япония
Достоверных данных об обычном прямом использовании геотермальной энергии не имеется, поскольку с 2012 года учёт не ведётся. Почти все проекты использования горячей родниковой воды в Японии управляются частными предприятиями. Три основных вида использования воды горячих источников: «тепличное хозяйство» (выращивание овощей, грибов, фруктов и цветов), «береговое рыбоводство» (разведение рыбы) и «другое использование» (отопление гостиниц, офисных зданий и дорог; приготовление овощей, яиц и мяса; сушка продуктов).
«Геотермальное» выращивание манго и томатов, разведение тилапии и тигровых фугу в Японии
Типичным примером тепличного хозяйства является выращивание манго в очень холодном районе восточного Хоккайдо под торговой маркой Sunset of Lake Mashu. Другой распространённый пример — выращивание помидоров и огурцов в городе Мори (Mori) на юге Хоккайдо. Примерами использования термальной воды в рыбоводстве является разведение тилапии в восточном Хоккайдо, креветок в префектуре Фукусима (Fukushima) и тигровых фугу в префектуре Тотиги (Tochigi). Примеры «другого использования»: отопление гостиниц в городе Беппу (Beppu) в префектуре Оита (Oita); подогрев дорог перед отелями с горячими источниками в префектуре Ниигата (Niigata); приготовление овощей, яиц и других продуктов в пароварках в префектуре Кагосима (Kagoshima) и сушка овощей в префектуре Акита (Akita).
Установка грунтовых тепловых насосов в Японии растёт экспоненциально, хотя их количество всё ещё невелико. Общее число подобных объектов составляет 2662, в том числе 2314 замкнутого цикла, 327 разомкнутого цикла и 21 — с использованием обоих. Это большой прогресс по сравнению с последним отчётом WGC 2015 — в общей сложности на 990 единиц при общей установленной мощности 62 МВт (двойной или тройной рост за пять лет). Многие системы были устроены в северных районах, включая Хоккайдо, что свидетельствует об экономической выгоде GHP в случае, когда новые тепловые насосы заменяют старые нефтяные котлы. Наибольшая доля приходится на индивидуальные дома (44%), за ними следуют офисы (12%) и общественные здания (7,5%) [25].
Непосредственно в цифрах потребление геотермальной энергии в «Стране восходящего солнца» выглядит следующим образом: 91,97 МВт и 2467,32 ТДж/год на индивидуальное отопление помещений; 111,37 МВт и 1669,51 ТДж/год на централизованное теплоснабжение (которое может включать снабжение бассейнов горячей водой); 24,71 МВт и 267,19 ТДж/год на отопления теплиц; 7,61 МВт и 123,1 ТДж/год на рыбоводство; 6,02 МВт и 76,73 ТДж/год на сушку сельхозпродуктов; 1,06 МВт и 27,02 ТДж/год для промышленных тепловых процессов; 150,17 МВт и 431,98 ТДж/год на плавление снега; 1999,42 МВт и 24591 ТДж/год на бальнеологию и плавание; 14,69 МВт и 301,11 ТДж/год на «другие цели» (приготовление пищи и животноводство) и 163,44 МВт и 764,9 ТДж/год на геотермальные тепловые насосы. Итого — 2570,46 МВт и 30723,27 ТДж/год [26].
6.7. Иордания
Горячие источники уже много лет используются в Иордании для купания и орошения. Недавно сообщалось о строительстве нескольких спа-отелей в районах термальных источников. Термальные вóды используются в трёх локациях для лечения остеоартрита, остеохондроза и посттравматического стресса. Несколько ферм сообщили о выращивании тилапии. Одна из них (Arab Fish Co.) имеет 40 бассейнов, производящих 20–55 тонн тилапии в год. Планировалось использовать геотермальные воды для обогрева теплиц и охлаждения, но, поскольку в документе Saudi and Swarieh (2015) для WGC 2015 не приведено никаких данных и не поступило отчёта для WGC 2020, будут использованы данные за 2010 год [5].
По-видимому, в Иордании по меньшей мере в шести локациях имеются объекты прямого использования, главным образом для мытья и плавания, общей мощностью 153,3 МВт и 1540 ТДж/год.
6.8. Малайзия
До сих пор был выявлен только один высокотемпературный геотермальный проект в Малайзии, в провинции Сабах (Sabah) на большом острове Борнео. Он известен как Тавау (Tawau) или Апас Кири (Apas Kiri) по названию самой большой группы горячих источников. Кроме него известен только один вид применения природной горячей воды в Малайзии: 15 купален, главным образом на Малазийском полуострове, и по одной в Сабахе и Сараваке (Sarawak). Они, вероятно, тектонического, а не вулканического происхождения. Никаких технических подробностей нет, но можно предположить, что общее потребление тепловой энергии невелико — примерно 5 МВт и 100 ТДж/год для ванн и бассейнов [27].
6.9. Монголия
Монголия имеет 43 района с геотермальными источниками, многие из которых используются для отопления, купания и медицинских целей. Начиная с 2008 года, геотермальные (грунтовые) тепловые насосы стали самым крупным видом использования геотермальной энергии. В восьми национальных санаториях пользуются термальными водами из мелких скважин (как правило, глубиной менее 100 м). Примерно с 2010 года двумя наиболее развитыми типами применения являются традиционный бальнеологический и новая технология геотермальных тепловых насосов. Многие туристические лагеря были созданы вблизи этих горячих источников, где используются горячие ванны и небольшие бассейны для купания и плавания. Геотермальные тепловые насосы были установлены в общественных и частных зданиях по всей стране, например, корпоративный отель Nukht Hotel и Национальный центр возобновляемых источников энергии (NREC). Три геотермальные тепловые насосные системы были установлены в общественных зданиях, таких как школа, общежитие и детский сад, расположенные в центре провинции Туве (Тöv) примерно в 45 км к юго-западу от столицы Улан-Батора.
Использование геотермальной энергии в Монголии: 3,45 МВт и 54,4 ТДж/год для индивидуального отопления помещений; 15,95 МВт и 261,9 ТДж/год для купания и плавания (19 мест); 3,318 МВт и 82,4 ТДж/год для геотермальных тепловых насосов (десять мест). Суммарно это даёт 22,72 МВт и 398,7 ТДж/год [28].
6.10. Непал
За пятилетний период обновления данных в разных частях Непала было обнаружено 13 новых горячих источников. Из них семь находятся в районе Мядги (Myadgi), три — в районе Дхадинг (Dhading) и по одному — в районах Долпа, Хумла и Горкха (Dolpa, Humla, Gorkha). В районе Дхадинг находятся источники Джарланг (Jharlang), название которых переводится как «Рубиновая долина», Хиндунг Татопани и Типлинг Татопани (Hindung Tatopani, Tipling Tatopani). В Горкхинском районе выявлен один горячий источник в Мача-Кхоле (Machha Khola). Геотермальная энергия оставалась самым низкоприоритетным возобновляемым энергетическим ресурсом в этот период. Однако на местном и частном уровнях была проделана большая работа по его непосредственному использованию, главным образом для бальнеотерапии и развития туризма. В ряде существующих термальных районов, где люди используют горячую воду в основном для купания, удовлетворительно развивается инфраструктура. Недавние перемены сделали зоны источников более удобными для инвалидов, кроме того, созданы специальные расширенные помещения для женщин. Мягдинский район имеет мало источников. К западу от линии «окружная столица Бени (Beni) — Малая Татопани (Singa-Tatopani)» находится самый популярный горячий источник Непала, хотя большинство людей также хорошо знают горячий источник Кодари (Kodari), так как он находится ближе к столице Катманду. Это «обязательные для посещения» горячие источники в Непале. Более 60 тыс. человек со всего Непала приезжают в эти места каждый год в основном для лечения ревматических и желудочных заболеваний. С ростом популярности и улучшением управления, геотермальные источники в других прилегающих или отдалённых районах становятся всё более конкурентоспособными с более известными курортами Непала. Потребление геотермальной энергии для плавания и купания в горячих источниках составляет 3,555 МВт и 96,113 ТДж/год [29].
6.11. Филиппины
Филиппинское министерство энергетики в настоящее время осуществляет местный проект под названием «Инвентаризация и оценка геотермальных ресурсов Филиппин», основной целью которого является выявление и изучение потенциала геотермальных ресурсов страны, как для электроэнергетики, так и для прямого использования. Эксплуатация геотермальных ресурсов всё ещё находится в зачаточном состоянии. Сушильные установки в Палинпиноне (Palinpinon) и Манито (Manito) были выведены из эксплуатации в 1997 и 1998 годах, соответственно.
С учётом огромного потенциала Филиппин в использовании геотермальной энергии непосредственно для купания, плавания и бальнеотерапии, Министерство здравоохранения страны провело инвентаризацию курортов с горячими источниками и бассейнов, использующих горячую природную воду у подножия горы Макилинг (Makiling) в провинции Лагуна (Laguna). Предполагается изучение и популяризация непосредственного использования геотермальных ресурсов в стране. Общие показатели прямого использования (плавание и купание) составляют 1,87 МВт и 12,65 ТДж/год [30].
Геотермальное поле в сейсмоопасном районе около города Пхохан (Pohang), Южная Корея
6.12. Республика Корея
В Южной Корее прямое использование геотермального тепла фиксируется преимущественно применительно к геотермальным тепловым насосам, поскольку там нет высокотемпературных ресурсов, связанных с активными вулканами или тектонической деятельностью. Применение геотермальных тепловых насосов в Южной Корее быстро росло, демонстрируя более чем 50%-й ежегодный прирост к 2011 году и более 100 МВт новых установок ежегодно с 2012-го.
Основные установки предназначены для крупных объектов, в основном общественных и офисных зданий, благодаря сильным правительственным программам субсидирования и Закону об использовании возобновляемых источников энергии. Другие виды прямого использования, включая горячие источники, применяемые для индивидуального отопления помещений, централизованного отопления, обогрева теплиц и плавательных бассейнов, оставались в течение последних пяти лет на уровне 44 МВт. Таким образом, применение горячей родниковой воды с температурой сброса выше 42°C в 13 местах остаётся неизменным с 2008 года, и никаких дальнейших исследований не проводилось.
Официальной статистики по мощности отдельных тепловых насосов и продажам GHP не ведётся. В Корее, согласно проектным отчётам Корейского энергетического агентства (KEA), бóльшая часть проектных часов полной нагрузки для отопления и охлаждения офисных зданий составляет около 570 и 590 ч/год, в то время как для жилых домов (включая многоквартирные) — 1800 и 540 ч/год, соответственно. Согласно официальной статистике от KEA (2018), доля установок для жилых домов или для мощностей менее 17,5 кВт составляет около 15,3%. Мы видим средний ежегодный прирост на 50% до 2011 года и 100 МВт установок в год с 2012-го. С 2010 года в стране введена в действие государственная программа субсидирования под названием «Энергоэффективность сельского хозяйства» (ранее «Развитие тепличного хозяйства»).
По этой программе центральное правительство субсидирует 50% (раньше было 60%), а местная администрация покрывает 20%, что означает, что сельские фермеры платят только 30% (ранее 20%) стоимости установки GHP для теплиц и аквакультурных прудов. Эта программа суммарно обеспечивала более чем 20 МВт установок в год до 2013 года и около 10 МВт новых установок в год с 2014-го.
Установленная мощность и годовое потребление энергии для различных примеров прямого геотермального использования составляют: 0,66 МВт и 53,43 ТДж/год для индивидуального отопления помещений; 2,21 МВт и 31,28 ТДж/год для централизованного теплоснабжения; 0,17 МВт и 1,33 ТДж/год для теплиц; 32,56 МВт и 507,61 ТДж/год для бань и бассейнов и 1446,16 МВт и 2889 ТДж/год для геотермальных тепловых насосов, в целом 1489,76 МВт и 3482,65 ТДж/год [31].
6.13. Саудовская Аравия
Наиболее распространёнными применениями геотермальной энергии в этой стране являются централизованное теплоснабжение (зимой) и охлаждение (летом), а также для сельскохозяйственных, медицинских и туристических нужд. В районах Бани-Малик (Bani Malik) и Аль Хуба-Джизан (Al Khouba-Jizan) было построено несколько плавательных бассейнов, лечебных центров, спа-салонов и мест отдыха, но данных по ним нет.
Саудовская Аравия использует традиционные энергоёмкие методы опреснения воды (в остальном мире применяется преимущественно процесс обратного осмоса). Обычные методы опреснения потребляют от 0,7 до 20 кВт·ч для выработки 1 м³ пресной воды. Если пресная вода будет доступна по приемлемой цене (по той же цене, но без субсидий), и с учётом богатых запасов ископаемого топлива, Саудовская Аравия потенциально может иметь контроль над энергетической и продовольственной безопасностью, будучи в состоянии помочь другим странам Персидского залива и Красного моря удовлетворять их спрос на пресную воду. Поскольку процесс опреснения, по-видимому, использует геотермальную электроэнергию, его нельзя рассматривать как процесс прямого использования.
Установленная мощность прямого использования составляет 44 МВт при годовом потреблении энергии 152,89 ТДж/год и КИУМ = 0,31. Также перечислены три пункта использования в животноводстве, оценённые в 1 МВт и 20 ТДж/год. Это даёт в общей сложности для страны 45 МВт и 172,89 ТДж/год [32, 33].
6.14. Таджикистан
Из этой страны не было представлено ни одного доклада. Исходя из оценки, сделанной для WGC 2010, единственные виды использования (для мытья и плавания) потребляют 2,93 МВт и 55,4 ТДж/год [5].
6.15. Таиланд
В стране насчитывается более 1800 геотермальных источников, расположенных на севере и простирающихся в направлении Западного и Южного Таиланда, с температурой от 40 до 100°C.
В 1986 году на таиландском геотермальном месторождении Санкампхенг (Sankamphaeng) был построен экспериментальный сушильный цех для экспериментов по отверждению и сушке табака, бананов, чили, чеснока, кукурузы, арахиса и других продуктов. Результаты были положительными, особенно по сравнению с использованием такого топлива, как дрова и бурый уголь. Аналогичная сушильная установка была также построена на геотермальном месторождении Фанг (Fang) с использованием сбросовой воды небольшой бинарной электростанции с температурой +77°C. Кроме того, была построена испытательная холодильная установка для охлаждения лимонов, лука и личи. Третья сушильная установка на геотермальном месторождении Мае-Чан (Mae-Chan) была закрыта из-за проблем с обслуживанием и бюджетом.
Ванны с водой горячих источников, очень популярные в стране, управляются частным сектором и местными общинами, которые активно занимаются мониторингом и сохранением этого ресурса.
В сумме сообщается о 71 локации, некоторые имеют установленную мощность до 20 МВт и потребление 80 ТДж/год. В настоящее время в стране установлен ряд геотермальных тепловых насосов, но точные данные по ним отсутствуют и могут иметь только оценочное значение.
Расчётные параметры прямого использования геотермальной энергии для Таиланда составляют: 0,04 МВт и 0,3 ТДж/год для сушки сельскохозяйственных культур; 127,47 МВт и 1168,898 ТДж/год для принятия ванн и плавания; а также 1 МВт и 12 ТДж/год для геотермальных тепловых насосов. Это даёт для страны в сумме 128,51 МВт и 1181,198 ТДж/год [34].
Знаменитые геотермальные горячие бассейны около города Памуккале (Pamukkale), Турция
6.16. Турция
Исследования выявили в стране более 460 геотермальных полей и более 2000 источников горячей и минеральной воды (родников и колодцев) с температурой в диапазоне от 20 до 287°C. В настоящее время действуют 17 систем централизованного теплоснабжения, часть из них использует воду с температурой 40–45°C для обслуживания 116 тыс. жилых домов. Теплицы занимают площадь 4,3 млн м². В стране шесть крупных тепличных зон, в основном на западе. Выращиваются главным образом помидоры: 10% продаётся внутри страны, а остальное поставляется на основные рынки РФ и Европы.
Более 20 млн местных и около 20 тыс. иностранных туристов пользуются турецкими бальнеологическими курортами, и инвестиции в последние годы только растут. Отопление предоставляется спа-салонам, гостиницам, в том числе 450 геотермальным курортам и объектам временного размещения, что эквивалентно 46,4 тыс. жилым домам. Количество геотермальных теплонасосных установок выросло, причём крупные установки были размещены в торговом центре Metro Meydan M1 в Стамбуле, на объекте Terme Maris в Даламане, в отеле Titanic в Анталье, в Antalya Terra City и в Стамбульском аэропорту имени Сабихи Гёкчен (Sabiha Gökçen). Сегодня в стране насчитывается 90 геотермальных теплонасосных систем замкнутого цикла.
Установленная мощность и годовое потребление термальной энергии в Турции распределяются следующим образом: 420 МВт и 4635 ТДж/год на индивидуальное отопление помещений; 1033 МВт и 11402 ТДж/год на услуги централизованного отопления; 0,35 МВт и до 10 ТДж/год на кондиционирование воздуха; 820 МВт и 15516 ТДж/год на отопление теплиц; 1,5 МВт и 50 ТДж/год на сушку сельхозпродуктов; 1205 МВт и 22800 ТДж/год на ванны и бассейны и 8,5 МВт и 171 ТДж/год на геотермальные тепловые насосы. В общей сложности это 3488,35 МВт и 54584 ТДж/год [35].
6.17. Вьетнам
Почти все геотермальные источники во Вьетнаме сегодня используются только непосредственно, например, для спа-салонов, купален и бассейнов с горячей водой, хотя в последнее время население в районах Куин Фу (Quynh Phu) и Хунг Ха (Hung Ha) провинции Тай Бинь (Thai Binh) начали использовать горячую воду для обогрева рыбоводных прудов и птицеферм или свиноферм зимой. В настоящее время в Ханое существует только два пилотных проекта установки грунтового теплового насоса, причём один тепловой насос с шестью датчиками для мониторинга установлен во Вьетнамском Институте наук о земле и минеральных ресурсах (VIGMR). КИУМ грунтового теплового насоса, рассчитанный для охлаждения, равен 3,1, а для нагрева — 3,6. Этот коэффициент показывает, что подобное оборудование может быть энергоэффективно в районе Ханоя. Одним из преимуществ установки грунтовых тепловых насосов в Северном Вьетнаме является то, что их можно использовать как для охлаждения летом, так и для отопления зимой.
Таким образом, установленная мощность и ежегодное потребление геотермальной энергии во Вьетнаме составляет: 0,53 МВт и 1,66 ТДж/год для рыбоводства; 17,64 МВт и 185,32 ТДж/год для купален и бассейнов; 0,03 МВт и 0,08 ТДж/год для других целей (в частности, животноводства); 0,01 МВт и 1,46 ТДж/год для геотермальных тепловых насосов.
Это в общей сложности даёт 18,21 МВт и 188,52 ТДж/год [36].
6.18. Йемен
Во многих районах Йемена горячая геотермальная вода применяется в спа-ваннах, в общей сложности имеется 79 горячих минеральных ванн. Тысячи людей из Йемена и других стран Персидского залива ежедневно посещают эти ванны для терапии трудноизлечимых ревматических и кожных заболеваний, болей в суставах и позвоночнике, глазных болезней, плохого кровообращения и других недугов.
В Йемене улучшают условия пользования геотермальной водой, поэтому бани вида «хаммам» в провинции Таиз (Taiz) может ожидать бум медицинского туризма. Список заболеваний, поддающихся лечению таким способом, включает ревматизм, хронический артрит, заболевания суставов, хронические и негнойные кожные заболевания, сухие аллергии, грибковые инфекции, желудочные инфекции, связанные с высоким рН, а также хронический бронхит и воспаления женской репродуктивной системы.
В отсутствие каких-либо цифр от авторов йеменского отчёта подсчитано, что 5 МВт и 100 ТДж/год используются в купальнях и бассейнах, а также в сфере медицинского туризма [37].
