TLL Media | Инженеринг ревю | IndustryInfoBG | South-East European INDUSTRIAL Market | Български Технически Каталог | Енерджи Инфо БГ | ТД ИНСТАЛАЦИИ | Екология & Инфраструктура
 
 
 
TLL Media Българското специализирано техническо списание за енергетика
НАЧАЛО     ENGLISH
Търси
TLL Media
TLL Media
ИздателствотоЗа изданиетоАрхивАбонамент РекламаКонтактиПредстоящо
TLL Media
 

ТОПЛОЕНЕРГЕТИКА

Енерджи ревю » Сп. Енерджи ревю - брой 1, 2016, февруари
Геотермални топлофикационни системи

Геотермалната топлофикация по дефиниция е използването на една или повече сфери на производство като източници на топлинна енергия, която се подава на група сгради или производствени предприятия. Геотермалната енергия (т.е. енергията, натрупана под формата на топлина под повърхността на земята) се използва за отопление както на жилищни или търговски сгради, така и на промишлени предприятия, посредством разпределителни мрежи.

Първите региони, в които е внедрена геотермална топлофикация, са такива с най-добър хидротермален потенциал. Но с навлизането на нови технологии и системи, все повече региони развиват геотермална технология за отопление и климатизация. Системите за геотермална топлофикация могат да са малки (от 0,5 до 2 MWth (термални мегавата) или по-големи, с капацитет 50 MWth. Някои нови геотермални топлофикационни системи, захранвани от плитко заложени геотермални ресурси, работят с големи термопомпи.

Внедряването на геотермални топлофикационни системи в градски райони с голяма плътност на застрояване и население подобрява перспективите за икономиката, тъй като ресурсите и потребителите трябва да бъдат с близка локация. Модернизацията и използването на съществуващи топлофикационни мрежи в населени места е добра алтернатива за развитието на пазара на геотермалната топлофикация.

Основни предимства
След 20 години бавно развитие, през последните години технологиите за геотермална топлофикация започнаха да се развиват с все по-ускорени темпове. Понастоящем в експлоатация са около 250 обекта за геотермална топлофикация в Европа, с обща инсталирана мощност около 4400 MWth и прогнозна годишна производителност, възлизаща на 13 000 GWh/годишно (гигаватчаса на година).

Основните предимства на геотермалното отопление и климатизация са: осигуряване на локален, гъвкав възобновяем енергиен източник, осигуряващ базовото потребление на енергия; разнообразяване на енергийните източници; намаляване вноса на изкопаеми горива; защита срещу непостоянните и постоянно растящи цени на последните и други.

Използването на геотермални ресурси може да създаде възможности за икономически растеж за страните под формата на приходи, експорт на технологии и създадени работни места. Геотермалната енергия, използвана за централните топлофикационни системи, е прогнозируема, местна, стабилна и поддържа енергийната сигурност на домакинствата.

Потенциалът на геотермалната енергия е значителен. Въпреки това геотермалната топлофикация понастоящем е слабо развита. За подобряване на положението като важни са определени четири основни области:
• Устойчиви енергийни стратегии с цел намаляване на емисиите на въглероден диоксид от системите за отопление;
• Премахване на регулаторните и пазарни ограничения, и опростени процедури за операторите и определящите енергийните политики;
• Развитие на новаторски финансови модели за проектите за геотермална топлофикация, които изискват големи капиталови инвестиции;
• Обучение на техници, държавни служители и законодатели от регионалните и местните органи на властта, с цел осигуряване на необходимите технически познания, които да им помогнат да одобряват и поддържат проекти.

Освен това е важно да бъде създадена равнопоставеност – например чрез либерализация на цените на газа и подходящо облагане на емисиите на парникови газове в топлофикационния сектор. Сред непреките и количествено неопределени ползи от геотермалната топлофикация, определяни като “външни”, са значителното намаление на болестите, провокирани от околната среда, и почти нулевите емисии на парникови газове в атмосферата.

Технологии
По дефиниция геотермалната топлофикация представлява използването на една или повече сфери на производство като източници на топлинна енергия, която се подава на група сгради или производствени предприятия. Основните услуги, които предлага една геотермална топлофикационна система, са отопление и климатизация на сгради и водоснабдяване с топла вода.

Една геотермална топлофикационна система включва и когенерационни електроцентрали, конвенционални бойлери, общински инсинератори, слънчеви колектори, термопомпи за подземни води и промишлени източници на отпадъчна топлина.

В зависимост от температурата на геотермалната вода, може да е по-изгодно да се разработи хибридна система, включваща термопомпа и/или конвенционален бойлер при върхово потребление на енергия. Що се отнася до развитието на технологиите, се очаква в бъдеще да бъдат разработени хибридни възобновяеми системи с геотермални води в комбинация с биомаса и соларни системи.

Една геотермална топлофикационна система се състои от три главни компонента. Първият е генераторът на топлина, включващ геотермален източник на топлина; станция с върхов цикъл на работа, работеща с конвенционално гориво; и топлообменник, монтиран на сондажа за геотермална вода. Вторият компонент е система за пренос и дистрибуция, която доставя горещата или охладената вода до потребителите.

Третият компонент включва централни помпени станции и оборудването, монтирано в сградите. Геотермалните флуиди могат да бъдат препомпвани до централна помпена станция/топлообменник или до топлообменници, монтирани във всички сгради. За покриване на вариациите в потреблението на топлина може да се използват резервоари за термоакумулация.

Резервна топлина, под температурите на пренос на открито (от 5 до 10 °C), може да бъде осигурена отчасти от термопомпи или напълно чрез бойлери. Термопомпи от тип вода-вода могат да повишат усвояването на излишната геотермална топлина само от топлообмен, като намаляват до минимум температурите на изхвърляне на топлина и повишават температурите в разпределителната мрежа от геотермалния топлообменник до потребителите.

В съответствие с това могат да бъдат създадени разнообразни комбинации от термопомпи – серийни, паралелни или хибридни модели. В някои случаи успешно се използват абсорбционните термопомпи, често пъти прилагани в геотермалните когенерационни топлоелектроцентрали.

Разходи и устойчивост
Геотермалните проекти като цяло и геотермалните топлофикационни системи в частност изискват много капиталовложения, главно заради необходимостта от големи инвестиции в инфраструктура (мини-геотермални кладенци-тръбопроводи).

Тези големи капиталовложения обаче се компенсират от ниските разходи за експлоатация и поддръжка. В зависимост от локалните геотермални ресурси (водни потоци с висока/ниска температура, източници с плитко или дълбоко заложение), социално-икономическите условия и ценовите политики (цената на kWht или m3 топла вода), средната продажна цена на един MWht за абонатите на геотермалната топлофикационна система варира от 30 до 60 евро/MWht.

Ако приемем, че икономическият (проектният) живот, дълготрайността на находището на геотермални води (времето им за охлаждане) и срокът на експлоатация на кладенеца са около тридесет години, често пъти възниква въпросът, дали системата може да работи и след тези критични прагове и ако да – за какъв период.

Тези проблеми са изследвани задълбочено, в частност в Парижкия басейн, където могат да се постигнат срокове на експлоатация на геотермалните топлофикационни системи от порядъка на 75 до 100 години, т. е. далеч над проектния срок на експлоатация. Това, разбира се, е възможно при условие че периодично (през 25-30 години) се изграждат нови черпателни/инжекционни кладенци на подходящи места в басейна на находището, и то с корозионно устойчиви конструкции. Следователно, проектните варианти отговарят на изискванията за устойчивост.

Потенциал за геотермална топлофикация в България
В България има петнадесет централни топлофикационни системи и нито една от тях не работи с геотермална енергия, но в по-голямата част на страната има огромен потенциал в това отношение.

Населението на България възлиза общо на 7.2 милиона жители и по данни на специалисти, частта от българското население, която би могла да се отоплява с геотермална енергия (при положение, че температурата на геотермалната вода на дълбочина 1000 m е от 60 °C до 100 °C), е около 50%. Регионите на Плевен, Шумен, Търговище, Благоевград и Смолян биха могли напълно да бъдат топлофицирани с геотермална енергия, смятат експерти.

Регулаторни и пазарни рамки
Развитието на геотермална топлофикация изисква подходяща законова рамка с ясни и устойчиви национални/регионални стратегии, разработена от държавните власти. От гледна точка на разработчика на проекта, практическата реализация на геотермална топлофикация изисква няколко одобрения и съвместимост с известен брой национални и местни наредби, както и правни и финансови гаранции.

Най-важните изисквания/разрешителни, които може да са необходими за изработването на един проект за централна геотермална топлофикация, са следните:
• разрешително за водоползване, минни разработки и извличане на минерали;
• разрешително за проучвания;
• разрешително за изграждане на кладенец;
• права на разработка;
• плащане на такси;
• оценка за въздействие върху околната среда (ОВОС);
• екологично разрешително;
• разрешително за строеж на централата/разпределителната мрежа, с възможно задължение за пространствено планиране, за да се изгради топлофикационна мрежа;
• разрешително за разрушаване.

Регулаторните пречки и дългите административни процедури могат да донесат допълнителни разходи. Ето защо от критична важност е да бъде създадена справедлива, прозрачна и не твърде обременяваща регулаторна рамка за геотермална топлофикация на населени места.

Схеми на финансова поддръжка за геотермална топлофикация
Източникът на геотермална енергия е безплатен, но предварителните инвестиции в системи за неговото оползотворяване са значителни. Високите капиталовложения в геотермални топлофикационни системи могат да бъдат компенсирани от далеч по-ниски експлоатационни разходи, но само ако рисковете могат да бъдат управлявани правилно. Затова пред желаещите да реализират подобен проект стои предизвикателството да се намерят новаторски решения за финансиране, така че подобни трудности да бъдат преодолени.

През последните няколко години страните членки на Европейския съюз използват разнообразни механизми за обществени политики, за поддръжка на разработката на геотермални технологии: заеми от Европейската инвестиционна банка за разработчиците на проекти; или клъстери от банки, заеми или грантови схеми, осигурени от националните или регионалните власти и т.н.

Те се подразделят на инвестиционна помощ и експлоатационна помощ – зелени субсидии или премии, облигации за възобновяеми енергийни източници със зелени сертификати, и данъчни облекчения при закупуване на стоки. Общо взето, комбинацията от финансови схеми и стимули може да се окаже ключов фактор за икономическия успех на проектите. Специално внимание трябва да се обърне на механизмите за застраховка срещу геоложки риск, които гарантират наличието и качеството на източника. Това може да е ключов аспект за преодоляване на сегашните трудности.

При дефиниране на подхода при реализацията на един проект за геотермална топлофикация консуматорите на топлина са елемент с ключово значение. Наличието на един голям консуматор на топлина подпомага много икономиката или проекта. Местните топлофикационни дружества, които имат нужда от възобновяем и гъвкав енергиен източник, и собствениците на сгради, които се нуждаят от топлоснабдяване, са два ключови сегмента от потребители.

В най-общия случай, една геотермална топлофикация предлага на потребителя следното:
• Стабилно и сигурно топлоснабдяване;
• Фиксирани в дългосрочен план цени (за производствени разходи и амортизация);
• Ниска потребност от поддръжка (в сравнение с конвенционалните енергоизточници);
• По-малки рискове (по време на експлоатацията);
• Лекота и удобство за крайния потребител.

Както вече стана ясно, технологията на геотермалната топлофикация вече е зряла, а геотермалните топлофикационни системи са конкурентни. Но геотермалните локални и централни топлофикационни системи изискват големи капиталови инвестиции – особено за сондиране. Независимо от това, техните експлоатационни разходи са далеч по-ниски, отколкото на конвенционалните системи.

Има три често използвани успешни модела на финансиране: реализиране на публична инвестиция от местен или регионален орган на властта (обикновено на общинско ниво); инвестиция от частния сектор, като на инвеститора е гарантирана възможността да продава топлина директно на абонатите, свързани към мрежата, за продължителен период (с договори за 20-30 години); “смесено” решение, което включва създаването на компании, посветени на разработката на геотермални топлофикационни системи, чиито капитал е споделен между публични и частни собственици.

Първият модел (публична схема) е развит в Австрия, Германия и Дания. Вторият (частни топлофикационни дружества) понастоящем се използва във Франция и Великобритания, както и в други страни. Третият модел (публично-частно партньорство) се прилага навсякъде и печели популярност в няколко европейски страни.

Условно, за пример могат да бъдат дадени следните два успешни пътя за реализация:
• компания, която преминава постепенно на възобновяеми енергийни източници в тясно сътрудничество с енергийните дружества. Тук основната пазарна стратегия би била да се комбинира устойчив източник на топлина (по възможност с използване на сертификати или етикети) с услуги за пестене на енергия, така че спектърът на дейностите да стане по-широк, и да се намали влиянието на неизбежното намаление на консумацията на енергия; или
• компания-разработчик на проект за геотермална топлофикация (публична или частна), която има за цел предлагане на нова топлофикационна система, захранвана с геотермални води. Целта й би била да убеди потребителите на топлина за ползата от възобновяемите енергийни източници, които са стабилни и конкурентни.



Етикети:   геотермална топлофикация   топлофикационни системи   геотермален потенциал   възобновяеми енергийни източници  

« Назад
BPVA
Екология и Инфраструктура
 
TLL Media
WebDesignBG            © 2018 TLL Media        Начало   |   Политика за поверителност и защита на личните данни   |   Права за ползване   |   XML    
TLL Media
TLL Media