Зоріна В.О.

АКТУАЛЬНІСТЬ ВИКОРИСТАННЯ ГЕОТЕРМАЛЬНОЇ ЕНЕРГІЇ

Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу

Наводиться інформація про розподіл інтенсивності теплового потоку Землі на території України. Розглядаються методи використання петротермальної і гідротермальної енергії в адміністративних областях України.

Ключові слова: земля, петротермальна енергія, гідротермальна енергія .

Given are the data about distributed of the rate of the Earth neat flux on the territory Ukraine. The methods of petrotermal and hydrothermal power application in the administrative regions of Ukraine are considered.

Keywords: Earth, petrotermal power, hydrothermal power.

Україна має значні ресурси геотермальної енергії, загальний потенціал яких в програмі державної підтримки розвитку нетрадиційних та відновлюваних джерел енергії та малої гідро- та теплоенергетики оцінюється величиною 438 109кВт.год за рік, що еквівалентно запасам палива в обсязі  50 106 т у.п. Геотермальні ресурси України представляють собою перш за все термальні води і тепло нагрітих сухих гірських порід. Крім цього, до перспективних для використання в промислових масштабах можна віднести ресурси нагрітих підземних вод, які виводяться з нафтою та газом діючими свердловинами нафтогазових родовищ.

Досить перспективним напрямком енергозберігаючої технологічної політики, що дозволяє забезпечити значну економію традиційного палива, є використання геотермальної енергії для опалення, водопостачання і кондиціювання повітря в житлових та громадських будинках і спорудах в містах і сільській місцевості, а також технологічне використання глибинного тепла Землі в різних галузях промисловості і сільського господарства.

Найбільш поширеним і придатним в даний час до технічного використання джерелом геотермальної енергії в Україні є геотермальні води.

Подальша стратегія розвитку геотермальної енергетики в Україні полягає в першочерговому розвитку найбільш підготовлених до практичної реалізації технологій геотермального теплопостачання населених пунктів і сільськогосподарських об'єктів та в частковому переорієнтуванню науково-технічної бази існуючих геологорозвідувальних та нафтодобувних організацій, завантаження яких знижено внаслідок виснаження в Україні запасів нафти та газу. Одним із перспективних напрямів розвитку геотермальної енергетики є створення комбінованих енерготехнологічних вузлів для отримання електроенергії, теплоти та цінних компонентів, що містяться в геотермальних теплоносіях.

Виходячи з наявних оцінок запасів геотермальної енергії, пріоритетними районами в Україні є Керченський півострів, Закарпаття, Прикарпаття (Львівська обл.), Донецька, Запорізька, Луганська, Полтавська, Харківська, Херсонська, Чернігівська та інші області.

Найбільш сприятливі температурні умови в осадових відкладах існують на заході України в Закарпатському прогині, а також на півдні України на Скіфській плиті та в Індольському прогині, де середні значення геотермічного ступеня знижуються відповідно до 17,5 м/1°С (Русько-Комарівське газове родовище) і до 15,3 м/1°С (Глібівське газове родовище). Геотермічні градієнти в цих родовищах відповідно збільшуються до 4,76 °С і 4,17 °С на 100 м. У порівнянні з середнім значенням геотермічних характеристик по світу у вказаних регіонах України температурні умови можуть вважатися аномальними.

Температурні умови в Закарпатському прогині ймовірно пов’язані з проявами в недавньому геологічному минулому магматичних і вулканічних процесів. У надрах Закарпатського прогину мало місце застигання магматичних інтрузивних тіл порід, що спостерігається в неоген-палеогенових відкладах розрізу Русько-Комарівського родовища газу. Крім цього, в Закарпатському прогині відкладалися в неогеновий час вулканогенні осади, представлені дацитовими і ріоліт-дацитовими туфами і туфітами, які сприяють збереженню високих температур та аномальності пластових тисків у деяких природних резервуарах. Подібну роль в неогенових відкладах Закарпатського прогину відіграють, ймовірно, і відклади солі.

В інших західних нафтогазоносних зонах України, а саме: в Скибовій зоні Карпат, Внутрішній та Зовнішній зонах Передкарпатського прогину інтенсивність теплового потоку в порівнянні із Закарпатським прогином за даними зменшується.

 Що стосується центральної частини території Східно-Європейської платформи (Український кристалічний щит і далі до Воронежського  масиву), то вона характеризується слабкою інтенсивністю теплового потоку (від 30 до 40 МВт/м²). Деяке підвищення інтенсивності теплового потоку в деяких ділянках збільшується у напрямку Дніпровсько-Донецької западини (ДДЗ), але не перевищує 50-60 МВт/м² (район м. Полтава). Суттєве підвищення інтенсивності теплового потоку (60-70 МВт/м²) спостерігається в області зануреної гірської споруди Донбасу на північний захід від міста Донецька.

На півдні України зона підвищеної інтенсивності теплового потоку охоплює велику територію Індольського прогину (Керченський півострів і на північ від нього), проходить через Скіфську плиту (Крим) і далі простягається в напрямку Добруджинського прогину (50-60 МВт/м²). Максимальних значень інтенсивність теплового потоку сягає на північ від міста Сімферополя і на Тарханкутському півострові в районі Глібівського родовища газу на Новоселівському піднятті.

Виснаження традиційних енергетичних джерел, особливо ресурсів газу в осадовій оболонці земної кори, із року в рік поглиблює увагу фахівців до проблеми пошуку альтернативних джерел енергії. На даний час проблема використання геотермальних ресурсів Землі є дуже актуальною. Щодо порушеної проблеми існує два напрямки: 1) використання петротермальної енергії Землі;2) використання  енергії гідротермальних флюїдів.

Так використання на практиці петротермальної енергії пов’язане з великими труднощами і величезними затратами коштів оскільки потребує буріння спеціальних свердловин на глибини, де залягають розігріті із значною теплоємкістю гірські породи (наприклад, граніти). Для закачування в них води слід буде застосовувати методи штучного утворення в них великих тріщин, потім дрібних і тільки після цього можна в тріщинну породу закачувати воду з денної поверхні, а нагріту воду викачувати через інші свердловини для використання її тепла.

Використання гідротермальних ресурсів є значно простішим і набагато економічно вигіднішим, особливо в Україні, де в нафтогазоносних регіонах пробурено вже тисячі глибоких свердловин, значна частина яких вже обводнилася, або знаходиться на стадії обводнення.

Використання енергії термальних вод передбачає два основних типи робіт. Це  використання пари з глибоких і надглибоких свердловин з дуже розігрітих відкладів та використання термальних вод з температурою меншою 100°С.

При використанні пари, теплоносій надходить трубопроводами до турбін різного типу електростанцій, відтак відпрацьована пара після охолодження конденсується у воду і утилізується.

Розробка родовищ термальних вод не відрізняється від способу використання пари із свердловин. Пароутворення з гарячої води можна спровокувати шляхом встановлення у місці виходу води із свердловини рефрижераторної системи в комбінації  з пристроями, що змінюють тиск на воду. Однак гарячу воду подають безпосередньо у розподільчу мережу, а відтак під штучно створеним тиском транспортують трубопроводами до споживачів.

Література:

1.  Горшков Г.П. Общая геология/Г.П.Горшков, А.Ф.Якушева. – М.:Изд-во Московского государственного университета, 1962. – 592с.

2.  О.О.Орлов, М.І.Євдощук, В.Г.Омельченко. Нафтогазопромислова геологія/О.О.Орлов. – К.:Наукова думка, 2005. – 418с.