В городке рядом с Фукусимой электростанция на горячих источниках заменила АЭС. Почему владельцы отелей по всей Японии выступают против строительства ГеоТЭС и как обстоят дела с геотермальной энергией в России.
Как японский курорт превратили в источник чистой энергии
Япония славится своими горячими источниками — онсэнами, которые стали частью традиционной культуры. Их в стране насчитывается около 3 тыс. Небольшие городки, стоящие возле них, во многом экономически зависят от туристов, приезжающих, чтобы искупаться в целебной воде. Но это не единственная их польза.
- Эксперты подсчитали, что геотермальные электростанции, построенные на источниках, могут покрыть 10% потребности страны в электроэнергии. Сейчас на них приходится всего 0,3%, но в течение десятилетия власти планируют довести этот показатель до 1%.
- Толчок к строительству ГеоТЭС дала авария на атомной электростанции «Фукусима-1″. С 2011 году число геотермальных электростанций выросло в 4 раза — с 20 до 90. Однако большинство из них небольшие, и вырабатываемой ими энергии хватает для обеспечения менее тысячи частных домов.
- Трудности в развитии геотермальной энергетики связаны не только с финансовыми затратами на строительство станций, но и с противодействием со стороны индустрии онсэнов. Они опасаются, что появление станций может повредить источникам и это разрушит их бизнес.
- Однако в Цутию-осэне неподалеку от Фукусимы семьи, владеющие гостиницами и банями, объединились с местной туристической ассоциацией, чтобы основать энергетическую компанию Genki Up Tsuchiyu и построить электростанцию на собственные деньги. Теперь она питает около 800 домов и креветочную ферму. «Сообщество объединилось, чтобы перейти от ядерной энергии к источнику энергии, который казался более безопасным», — пояснил владелец одного из отелей Рио Ватанабэ. При этом жители утверждают, что появление станции никак не отразилось на качестве воды.
- В Genki Up Tsuchiyu уверены, что Цутию-осэн может стать моделью для десятков других городов, стоящих на источниках.
Что такое геотермальная энергетика и в чем ее плюсы и минусы
Геотермальная энергетика использует естественное тепло термальных источников или глубоких слоев грунта.
- Примерно половина ГеоТЭС работают с теплом подземных вод. В скважинах прокладывают трубы, в них закачивают воду. Жидкость нагревается за счет тепла горячих источников и превращается в пар, который под давлением попадает на лопасти турбины, вращая их. Затем пар охлаждается, снова становится жидкостью, и цикл повторяется.
- Второй тип — это установки, которые используют низкопотенциальное тепло земли. На глубине 8–10 метров температура не падает ниже 4–10 градусов тепла. Специальный насос способен извлекать это тепло и концентрировать его. Затем оно подается в систему отопления зданий в виде тепла с температурой 45–75°C. Для выработки электроэнергии тепловые насосы обычно не используют.
- Подземное тепло — безотходный и при этом неисчерпаемый ресурс. В отличие от солнечной и ветроэнергетики, геотермальная энергетика не зависит от погодных условий и других внешних факторов. Подача энергии происходит бесперебойно и не нужно ее запасать и хранить, что остается серьезной проблемой (и статьей расходов) для других возобновляемых источников.
- Геотермальная энергетика оказывает меньшее влияние на среду. В лопастях ветряков гибнет огромное количество птиц, а их шум пугает животных. Солнечные батареи закрывают землю от солнечных лучей, превращая участки электростанций в мертвые зоны, где ничего не растет.
- При этом ГеоТЭС остаются одними из самых экологичных: при выработке 1 киловатта тепловой энергии они производят 45 кг углекислого газа, в то время как станции, работающие на нефти, — 840 кг, а на угле — 1 тонну.
- Одним из главных недостатков остается стоимость развития системы геотермального энергоснабжения. Затраты примерно сопоставимы с атомной энергетикой. Кроме того, строительство ГеоТЭС возможно только в вулканических зонах и зонах тектонических разломов, где происходит наибольший выход тепла Земли.
ГеоТЭС Несьяведлир в Исландии. Фото: Wikimedia Commons
Где в мире используют геотермальную энергию
Согласно прогнозам, геотермальная энергетика в будущем может обеспечить до 1/6 мирового энергоснабжения. По данным Всемирного банка, общемировой потенциал составляет от 70 до 80 ГВт, но пока для производства электроэнергии используется лишь 15% известных запасов, а суммарная мощность этих установок равна всего 13 ГВт.
- В числе лидеров по использованию тепла Земли США и Китай. Через четверть века в Соединенных Штатах в пересчете на мощность планируют извлекать 60 ГВт в виде электрической энергии и 320 ГВт тепловой. В частности, число тепловых насосов хотят довести до 28 млн с нынешних 2 млн.
- Геотермальные источники для получения энергии успешно используют также на Филиппинах, в Индонезии и Новой Зеландии.
- В Исландии специалистам удалось получить энергию из магмы Земли, построив станцию возле вулкана. В течение месяцев скважина глубиной в 2,1 км выбрасывала пар высокого давления при температуре более 450°C, побив мировой рекорд по геотермальному теплу, став при этом одним из самых мощных источников в мире. И хотя спустя 2 года проект пришлось завершить из-за поломки оборудования, он доказал, что подобные геотермальные системы могут успешно работать. В целом в стране на геотермальную энергию приходится 30% от общего объема.
Геотермальная энергетика в России
В России мест, подходящих для строительства станций, немного: в основном они расположены на Камчатке и Курилах, в Западной Сибири, в Дагестане. Больше возможностей предоставляет второй вариант с забором тепла из почвы или грунтовых вод.
- Первые геотермальные установки в СССР использовались для обогрева теплиц и прудов (аквакультуры) в южных регионах. В 1985 году годовая добыча геотермальной воды в Краснодарском крае достигла 8,5 млн кубических метров. При этом ей сначала отапливались жилые дома в семи населенных пунктах, затем вода поступала в теплицы, а следом — в пруды, где разводили рыбу. В 1990-х система перестала работать.
- Сейчас в России работают несколько геотермальных электростанций, включая крупнейшую в стране Мутновскую ГеоЭС на Камчатке и Менделеевскую ГеоТЭС в Сахалинской области. Общий объем энергии, вырабатываемой всеми станциями, составляет всего 81,4 МВт. При этом установленная мощность электростанций Единой энергосистемы страны — 247601,8 МВт.
- С ростом интереса к возобновляемым источникам энергии в России также стали изучать возможности более широкого использования тепла Земли. Например, исследователи предлагают обследовать уже имеющиеся отработанные нефтегазовые скважины на предмет получения низкопотенциальной тепловой энергии. На территории страны их десятки тысяч.
