Геотермальная энергетика, как альтернативный источник энергии на Камчатке

     Расчет  выбросов углеводородов от баков  хранения топлива и в процессе заправки топливом транспортных механизмов, а также при изменении температуры паров нефтепродуктов приведен в Приложении Е [14,15,17]. Результаты расчетов выбросов углеводородов от баков хранения топлива и в процессе заправки топливом транспортных механизмов, а также при изменении температуры паров нефтепродуктов сведены в таблицах 2.3 и 2.4:

     Таблица 2.3 Результаты расчетов выбросов углеводородов от баков хранения топлива [14]

     Таблица 2.4 Результаты расчетов выбросов углеводородов в процессе заправки топливом транспортных механизмов [14]

     Из  выше приведенных таблиц видно, что  максимальный выброс углеводородов  имеет место при операциях  с бензином. Одновременное выполнение операций слива бензина в бак хранения и заправки автомобильных баков исключается. Расчеты рассеивания выбросов углеводородов в атмосфере не проводились, ввиду их малого количества [17]. Основные загрязняющие вещества, выбрасываемые в атмосферу от гаража, станции технического обслуживания, мойки машин: свинец и его соединения; двуокись азота; сажа; окись углерода; углеводород; сернистый ангидрид. Максимально разовые выбросы этих загрязняющих веществ и предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества сведены в таблицу 2.5:

Таблица 2.5 Максимально разовые выбросы  загрязняющих веществ[14]

     * – ПДК загрязняющих веществ  приняты в соответствии с Гост 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны»[16].

     Максимально разовые выбросы загрязняющих веществ  от снегоуборочной техники и транспортного  оборудования рассчитаны на основании методики                                                                                                                                         [14], при следующих операциях:

• Пробеговый выброс
• Выброс в процессе нагрева
• Выброс при работе на холостом ходу

     Расчет  выбросов загрязняющих веществ при  различных операциях принят из условиях, что количество обслуживающего персонала в блоке перечисленных помещений – 3 человека

     Кратность вентиляции и время за которое  происходят выбросы из каждого помещения  блока, выбрана с учетом того, чтобы  концентрация выбросов загрязняющих веществ не превышала 0,3ПДК.

     В связи с отсутствием селитебных территорий вокруг площадки ГеоЭС ее санитарно-защитная зона будет ограничиваться размещением вокруг не промпредприятия.

     Согласно  приложению В по максимальным приземным концентрациям H₂S в рсчетных точках 2,3,5,6,7,12 максимальные концентрации составляют 0,5-0,7 мг/м³, что не превышает ПДК H₂S в воздухе рабочей зоны [16]

     Концентрация  H₂S в атмосферном воздухе, равная ПДК (0,008 мг/м³) для человека и древесных пород наблюдается на расстоянии 10 км от источника выбросов (без учета фоновой концентрации), для расстояний (0,02 мг/м³) – 5 км.

     Радиус  зоны активного загрязнения (76ПДК–10ПДК  H₂S в атмосферном воздухе для человека) составляет 25 км. Согласно акустических расчетов, санитарно-защитная зона по шуму не превышает 500 м от ограды станций.[17].

     2.5 Проблемы, возникшие при использовании геотермальных ресурсов Мутновского месторождения.

     Проектирование  геотермальных электростанций, в  первую очередь крупных, связано  с трудностями экологического характера: при работе ГеоЭС задействуется горячая минерализованная вода, сброс которой может иметь значительное негативное воздействие на окружающую природу. Так, поступление горячей воды в водоемы отрицательно сказывается на популяции рыб, минеральные примеси приводят к гибели гидробионтов. Кроме того, отбор из скважин пароводяной смеси может сопровождаться выбросами токсичных газов.

     Негативное  влияние геотермальной энергетики на природу при недостаточной проработке данных вопросов показал еще опыт эксплуатации Паужетской станции. На паровых турбинах Паужетской ГеоТЭС используется только отсепарированный геотермальный пар из пароводяной смеси, получаемой из геотермальных скважин. Большое количество геотермальной воды (около 80% общего расхода ПВС) с температурой 120°С сбрасывается в нерестовую реку Озерная, что приводит не только к потерям теплового потенциала геотермального теплоносителя, но и существенно ухудшает экологическое состояние реки.

     При проектировании Верхнее-Мутновской и Мутновской ГеоЭС для исключения попадания геотермальных вод в окружающую среду предусматривалась система 100%-й обратной закачки отработавшего теплоносителя. Это решение основывалось на применении метода внешней аналогии с некоторыми геотермальными объектами других стран и считалось надежным в экологическом отношении.

     Однако  уже в начале эксплуатации МГеоЭС возникли проблемы с выводом ее на проектные параметры выработки  электроэнергии (50 МВт). Эксплуатирующая организация обнаружила уменьшение температурных показателей теплоносителя, извлекаемого из рабочих скважин. Совпадение по времени обратной закачки охлажденного теплоносителя с изменением параметров извлекаемого теплоносителя, показывало на прямую причинно-следственную связь между этими явлениями.

     Результаты  мониторинга температурного режима по стволу эксплуатируемых скважин показали значительное уменьшение температуры - с 4°до 15°. Е изошло падение теплосодержания зоны перегретых вод с 340 до 250 ккал/кг. Наблюдались и другие изменения состояния геотермального поля Мутновского месторождения, связанные с его эксплуатацией.

     Эксперты  пришли к выводу:

     - сформировавшаяся при использовании месторождения подземная воронка достигла полигона реинжекции и в результате этого часть закачиваемого охлажденного сепарата возвращается в добычные скважины;

     - повышение объемов закачиваемого отработанного теплоносителя може вызвать постепенное снижение температур ЛВС на добычных скважинах 1 повышения минерализации водяной фазы пароводяной смеси.

     В тоже время, за 5 лет эксплуатации В-МГеоЭС объем добычи ПВС возрос с 1С до 3309 тыс. т. в год. Объем закачки только сепарата увеличился с 527 до 2118 тыс. т. в год. На Мутновской станции объем добычи теплоносителя за 3 года вырос с 1716 до 7787 тыс. т в год. Объем закачки отработанного теплоносителя увеличился с 1069 до 4984 тыс. т в год.

     Для приостановления процесса снижения температурных параметров извлекаемого из недр теплоносителя и нормальной работы станции требуется найти другие способы утилизации отработанных вод. Разработаны и рассматриваются различные варианты. Среди них:

     - разбавление, рассредоточение использованного теплоносителя в природной среде без существенных изменений в состоянии экосистем (сброс в р. Фальшивую, сброс на рельеф с образованием нового водотока в сторону Тихого океана и т. п.);

     - выбор нового участка для закачки, исключающего попадание отработанного теплоносителя в рабочие очаги;

     - (из долгосрочных) устройство трубопровода для транспортировки горячей воды с целью теплоснабжения Петропавловско-Елизовской агломерации и некоторые другие.

     Наиболее  соблазнительный и удобный для  эксплуатирующей организации временный  способ решения проблемы - выпуск отработанного  теплоносителя объемом 150 мЗ/ч в  р. Фальшивая. Однако река Фальшивая  отнесена к водоемам высшей рыбохозяйственной  категории с повышенными природоохранными требованиями (приустьевая часть реки и ее притоков является нерестово-выростным водоемом лососевых рыб), попытка произвести пробный сброс показала в створе ниже на 300 м по течению от точки выпуска сепарата повышение температуры воды в реке с +3° до + 20°С.

     Специалисты отмечают недостаточную изученность  возможных негативных изменений  в состоянии экосистем в случае реализации и других предлагаемых вариантов  утилизации отработанного теплоносителя. В том числе, эксперты указывают  на необходимость исследовать последствия, которые могут возникнуть в разные периоды времени (учитывая самые отдаленные) от изменения водного, энергетического и других балансов в подземных гидрогеологических системах при возвратном или безвозвратном масштабном изъятии из них ПВС.

     Таким образом, сложилась ситуация при которой функционирование Мутновской ГеоЭС стало непредсказуемым по технологическим параметрам, экономической эффективности (МГеоЭС все еще не может выйти на проектные параметры производства электроэнергии), экологической безопасности. Это обстоятельство поставило под сомнение целесообразность строительства новых блоков станции с запланированным увеличением ее совокупной мощности до 150 МВт.

     Проблемы  со стабильной эксплуатацией геотермальных полей (падение пластового давления в резервуаре, прорыв холодных вод на флангах резервуара, охлаждающее влияние реинжекции, снижение продуктивности скважин в результате солеотложения и др.) и ранее наблюдались в мировой практике. Накопленный опыт показывает, что недооценка ресурсного фактора и технические просчеты при проектировании геостанций могут привести к значительным финансовым потерям эксплуатирующих компаний и опасным экологическим последствиям.

     Тем не менее, большинство специалистов сходится во мнении, что геотермальная энергия конкурентноспособна по отношению к другим источниками энергии, как в экономическом, так и в экологическом отношении. В то же время опыт эксплуатации Мутновского месторождения показал, что при крупномасштабном освоении геотермальных ресурсов прогнозировать возможные экологические последствия достаточно трудно. Поэтому такого рода проекты не должны осуществляться в непосредственной близости с природоохранными объектами.