УДК 550.341.5
Strategy of Transition of the Basic Systems Heat Supply
всего – 60 Гкал/час. При строительстве второй очереди Мутновской ГеоЭС возможно увеличение прогнозной мощности до 120 Гкал/ч.
2. Паратунское и Верхне-Паратунское месторождения согласно данным, приведенным в статье (Кирюхин А.В. и др. 2019) , имеют дополнительный потенциал (оценочно 4140 т/ч, или 420 Гкал/ч) при переходе на насосную эксплуатацию месторождений.
3. Больше-Банное геотермальное месторождение, (оценка ресурса – 540 т/ч, температура 150-160°С, высокая минерализация) достаточно для тепловой станции мощностью около 80 Гкал/час – требует дополнительного изучения.
4. Авачинская группа вулканов – (оценка – 1100 Гкал/час тепловой мощности) – в настоящий момент в стадии изучения, потенциально достаточно отопить от геотермального массива - города Петропавловск-Камчатский и Елизово – требует дополнительных поисковых работ, для подтверждения запасов тепла.
Итого, прогнозная мощность близлежащих геотермальных проявлений – без учета Авачинской группы вулканов - 620 Гкал/ч. -достаточна чтобы обеспечить базовую нагрузку отопления и горячего водоснабжения (ГВС). Покрытие тепловых нагрузок вышеперечисленными месторождениями приведено на (рис. 1). При этом в зимний период сохраняется работа пиково-резервных котельных мощностью около 300 Гкал/ч (выработка тепла 200 тыс. Гкал в год) , в то же время в летний и осенне-весенний период имеется избыток геотермального тепла мощностью до 500 Гкал/ч.
Рисунок 1 – Покрытие тепловой нагрузки потребителей Петропавловск-Камчатский, Елизово, Вилючинской агломерации от геотермальных тепловых систем (ГТС). Площадь под кривыми
показывает теплопотребление в год
Кроме того в качестве дополнительных возобновляемых источников тепла можно использовать электроэнергию перспективных ГЭС Камчатки при преобразовании ее в электрокотлах и теплонасосных установках:
1. Каскад ГЭС на р. Жупанова – 415 МВт электрической мощности, общая выработка каскада – 2100 млн. кВт·ч – достаточно для покрытия не только электрической, но и части тепловых нагрузок. Выработка электроэнергии только одной ГЭС1 (270 МВт) оценивается в 1300 млн. кВт·ч (достаточно для замещения выработки электрической генерации ТЭЦ-1 и ТЭЦ-2 (в настоящее время вырабатывается -суммарно 940 млн. кВт·ч)).
2. Потенциально: Каскад ГЭС на р. Кроноцкая мощность 300 МВт, выработка 1100 млн. кВт·ч. (в настоящее время использовать гидроресурс невозможно, так как река находится в Кроноцком Заповеднике).
Ранее было выполнено достаточно много работ посвященных теме геотермального теплоснабжения основных потребителей Камчатского края, например:
Технико-экономическое обоснование районной системы отопления на базе Мутновского геотермального месторождения Feasibility Study (перевод с английского) было выполнено для Европейского банка Реконструкции и Развития ЕБРР исландской фирмой «Виркир Оркинг консалтинг групп лтд» ещѐ в 1994 году. Предполагалась добыча теплоносителя, нагрев пресной воды добываемой на Мутновском месторождении через теплообменники и транспорт горячей пресной воды с температурой около 150оС с расходом до 2400 т/ч по трубопроводу длиной около 100 км, диаметром 600 мм. Автором была проведена современная технико-экономическая оценка возможности реализации этого проекта, расчеты подтверждают возможность реализации данного варианта теплоснабжения. Суммарные капиталовложения в геотермальную систему мощностью 320 Гкал/ч оценены в 33,5 млн. руб (без НДС). Возможный доход от продажи тепловой энергии МГТС – 6,5 млрд. руб. в год. Дисконтированный срок окупаемости затрат -17,5 лет , NPV= 67,7 млн. руб. Себестоимость тепла от МГТС после окупаемости проекта составит около 1200 руб/Гкал, при том, что сегодня экономически обоснованный тариф на тепловую энергию по г.. Петропавловску-Камчатскому - 5620 руб/Гкал (без НДС). На сегодняшний день требуется пересмотр возможностей месторождения, т.к.
эксплуатирующая организация АО «Геотерм» подтверждает пока только наличие теплоносителя в объеме 500 т/ч с температурой около 145 град. С, который можно использовать для целей теплоснабжения Агломерации.
В конце 90-х годов АО «Геотерм» и ОАО «Наука» предложили демонстрационный проект теплоснабжения Елизовского района на основе геотермальных ресурсов Верхне- Паратунского месторождения. Проект рассчитывал использование 270 л/с термальной воды месторождения с температурой 77оС. Расчетная мощность 73 Гкал/час. Объем отпускаемой тепловой энергии 239 тыс. Гкал. в год. Концепция развития теплоснабжения Елизовского муниципального образования предусматривала применение геотермального тепла для покрытия тепловых нагрузок потребителей г. Елизово, поселков Николаевка, Сосновка и Вулканный, что позволяла снизить средневзвешенную себестоимость тепловой энергии на 50% по сравнению с существующей. Проект окупаем, период окупаемости 11,3 года.
Еще один мощный источник тепла - Авачинская группа вулканов. Исследования по использованию тепла данной группы вулканов проводились с середины прошлого века , этой теме посвящены десятки научных работ , последняя работа в этом направлении обобщившая накопленный опыт отчет о исследовательской работе: Пашкевич Р.И. – (1) : В данной работе оценена возможность создания геотермальной циркуляционной системы на основе магматического очага Авачинского вулкана для теплоснабжения гг. Елизово и Петропавловска-Камчатского. Предложена возможная схема эксплуатации. В качестве перспективной для обнаружения термальных вод рекомендована полоса у подножий в 6-9 км к югу от Корякского и Авачинского вулканов. По результатам выполненной обработки космических снимков установлена зона аномально низких значений градиента теплового излучения по латеральным срезам на глубине от 300 до 1000 м в районе «Лавовой пади» и р. Сухая речка. Указанная зона коррелирует с зоной пониженного удельного сопротивления, установленной по данным аудиомагнитотеллурического зондирования
2011 г. (Пашкевич и др., 2015). По данным измерений установлена зона аномально высоких значений геотермического градиента.
Разработана трехмерная термогидродинамическая модель Авачинской геотермальной системы, Выполнено финансово-экономическое моделирование эффективности перспективного проекта теплоснабжения гг. Петропавловска-Камчатского и Елизово. По результатам моделирования установлена потенциальная конкурентоспособность проекта на рынке. Протяженность тепловой сети до г. П- Камчатский -21,4 км. Капвложения -48,3 млрд. руб. Отпуск тепловой энергии 1949 Гкал в год. Основные показатели проекта: Простой срок окупаемости -13,27 лет, IRR=32.9%, NPV=76,8 млрд. руб. При реализации проекта тариф на тепловую энергию может быть снижен на 50 %. В настоящее время исследовательские работы продолжаются.
Выводы и предложения
Основная часть потребности (78%) в тепловой энергии в Камчатском крае сосредоточена в Петропавловск-Камчатский -Елизово-Вилючинской агломерации.
Высокие тарифы на теплоснабжение сдерживают развитие экономики.
Анализ показывает, что на сегодняшний день самые низкие тарифы на тепловую энергию в целом по Камчатке от возобновляемых геотермальных источников: например, в п. Паужетка -148,85 руб/Гкал. В Центральном районе также самый дешевый тариф от возобновляемых геотермальных источников на Паратунском месторождении – 2781,53 руб/Гкал . Для сравнения самый высокий тариф на Камчатке был в с. Никольский на о.
Беринга -36 000 руб/Гкал.
В относительной близости от основных потребителей тепла (вышеперечисленных городов) открыты геотермальные месторождения способные полностью покрыть потребности в тепловой энергии этих трех городов с пригородами. Технологии добычи и транспортировки до потребителя тепла давно отработаны. По геотермальному теплоснабжению выполнены ряд работ. Эффективность доказана в данных работах, а также мировым опытом и десятилетиями работы Камчатских геотермальных месторождений.
Для перехода на возобновляемый ресурс необходима разработка и утверждение
«Государственной целевой программы перевода основных потребителей Камчатского края на геотермальное теплоснабжение» с выделением финансирования. Реализация данной федеральной программы может привести в долгосрочной перспективе к снижению тарифов на тепловую энергию для основных потребителей Камчатского края не менее чем на 50% и повысит надежность энергоснабжения.
Список литературы
1. Кирюхин А.В., Журавлев Н.Б. Возможности использования Паратунского геотермального месторождения для теплообеспечения Камчатки. Вулканология и сейсмология, 2019, № 2, с. 21-33
2. Пашкевич Р.И. и др. (2015). Отчет о научно-исследовательской работе:
«Исследование геотермальных ресурсов Авачинской группы вулканов, полуостров Камчатка, Камчатский край». Фонды НИГТЦ ДВО РАН, Петропавловск-Камчатский, в 3- х томах, 787 с.
УДК 556:553.7