Перспективи використання геоенергетичних ресурсів в Україні

У Криму на тлі значень W близько 4 т у.п./м² виділяється переривчастий ланцюжок аномалій, що протягується від західного закінчення Тарханкутського півострова до Керченської протоки. Невелика за площею аномалія зустрінута північніше цього ланцюжка в Сиваському прогині. Усередині аномалій розвинуті переважно величини щільності геоенергетичних ресурсів близько 5-6 т у.п./м². На невеликій території Новоселівського підняття в центрі Криму виділяється більш інтенсивне обурення — 6 + 7,5 т у.п./м². Це єдине місце в регіоні (за винятком зовсім невеликої території на Тарханкуті), де при глибині буріння 6 км можливе отримання пари з температурою більше 200 °С, придатного для виробництва електроенергії без догріву. Втім, розподіл Т на великій глибині в цьому районі потребує додаткового вивчення. Глибина наявних тут свердловин не перевищує 3 км, а значення геотермічного градієнту може істотно змінюватися під впливом перетоків підземних вод (принаймні, на глибинах до 1-1,5 км). Не виключено, що гідрогеологічна поправка (і, отже, розрахунок значень глибинного теплового потоку) тут внесена неточно.

У регіоні не виявлено такої  чіткої приуроченості аномалій ТП до проникним зонам розломів, яка встановлена в Донбасі. Тому тут можлива наявність високих значень W на порівняно великих територіях, а не тільки у вузьких прирозломних зонах. Однак усі відомі аномалії ТП і W явно пов’язані з процесом сучасної активізації, на що вказують, зокрема, сліди мантійного гелію в підземних водах і газах півострова [11]. Відповідно не виключено виявлення джерел гарячих флюїдів, ще помітно не проявилися в аномаліях ТП (насамперед у Гірському Криму).

Сумарна кількість геоенергетичних  ресурсів на півдні України виявляється  досить значною — 0,29 трл т у.п. Це значення у багато разів більше кількості енергії, яку можна отримати при спалюванні всіх видобутих запасів родовищ нафти і газу регіону [12]. Більш того, концентрація енергії цих традиційних джерел скрізь, у тому числі і в межах контурів самих родовищ, менше W.

2.5. Прояв геотермальної енергії на заході України

Регіон включає кілька тектонічних одиниць (рис. 6). Це Волино-Подільська плита (західна околиця докембрійської Східно-Європейської платформи) і примикає до неї з заходу невеликий фрагмент палеозойської Західно-Європейської плити, Передкарпатський прогин зі складним фундаментом, альпійська зона Складчастих Карпат і Закарпатський внутрішній прогин.

В умовах західного регіону  мінімальне рентабельне значення щільності  геоенергетичних ресурсів відповідає величині ТП 50, 46, 53 і 48 мВт/м² відповідно перерахованим вище тектонічним зонам. Відмінність пов’язана зі зміною середньої теплопровідності порід в інтервалі глибин 0-6 км при переході від однієї тектонічної одиниці до іншої (див. табл. 1).

Глибинний тепловий потік  встановлений в регіоні приблизно  в 1050 свердловинах, згрупованих в 570 пунктах. Максимальна щільність  мережі досягнута в Закарпатському прогині, мінімальна — на Волино-Подільській плиті і в Складчастих Карпатах. Але й вона суттєво перевищує наявну на українському щиті та його схилах.

У західному регіоні України  виявлений максимальний контраст величин ТП [9]. На північному сході Волино-Подільської плити розташовується Волинська негативна аномалія глибинного теплового потоку (середнє значення ТП в її межах 34 мВт/м²), що триває на схід і північний схід в межі українського щита і Білоруського масиву. У Закарпатському прогині виявлена позитивна аномалія, в центральній частині якої ТП перевищує 130 мВт/м². Загалом розподіл ТП можна описати як підвищення фону від 45 (у східній частині Волино-Подільської плити та основної частини Передкарпатського прогину) до 90 мВт/м² (у Закарпатському прогині). На цей фон, пов’язаний в основному з переходом від докембрийской платформи до внутрішньої частини альпійської геосинкліналі, накладені великі позитивні аномалії ТП. На Волино-Подільській та Західно-Європейській плитах, в Передкарпатському прогині і Складчастих Карпатах вони досягають 15-20 мВт/м², в Закарпатському прогині місцями збільшуються до 40 мВт/м². Аномалії глибинного теплового потоку у відповідних тектонічних зонах встановлені і за межами України: у Польщі, Словаччині, Угорщині, Румунії та Молдові.

На північно-східній половині Волино-Подільського плити (див. рис. 6) величини W менше рентабельних. На південно-західній половині вони становлять у середньому близько 3 т у.п./м², досягаючи максимуму 4 т у.п./м² на крайньому півдні, в районі Чернівецької аномалії ТП.

На фрагменті Західно-Європейської плити значення щільності геоенергетичних  ресурсів вище. Середня величина становить  тут приблизно 3,7 т у.п./м². Максимальні значення (близько 5,5 т у.п./м²) — в межах Яворівської аномалії глибинного теплового потоку.

У Передкарпатському прогині розподілення W різко мінливе. У центральній і південно-західній частинах прогину виявлені три зони з величинами щільності геоенергетичних ресурсів менше 2,5 т у.п./м². На північно-західній і південно-східній окраїнах значення W підвищені, досягаючи максимумів (5 т у.п./м²) в межах фрагментів Яворівської та Чернівецької аномалій ТП відповідно.

У Складчастих Карпатах досі невивченою по ТП (і відповідно по W залишається південно-східна частина. На решті території середня величина щільності геоенергетичних ресурсів становить 3,5-4 т у.п./м². Лише на крайньому північному заході виявлений слабкий ділянка, де величина параметра перевищує 5 т у.п./м².

Закарпатський прогин — найбільш «прогріта» частину регіону і України в цілому. Практично на всій його території величина W перевищує 6 т у.п./м². На значній частині прогину розвинені аномалії, в максимумах яких досягаються значення 9-10 т у.п./м². Очевидно, що тут можливе не тільки отримання води для гарячого водопостачання з температурою близько 60 °С на невеликих глибинах (що підтверджено детальними гідрогеологічними і техніко-економічними дослідженнями відповідних водоносних горизонтів [1, 18, 19], а й видобуток пару, придатного без догріва для вироблення електроенергії. Згідно з результатами спеціально проведених розрахунків величинам W = 7-10 т у.п./м² відповідають щільності «парогеотермальних ресурсів» 2,5; 3,8; 5 і 8 т у.п./м² відповідно.

Таким чином, у Закарпатському прогині можливе створення системи  геоелектростанцій, запаси енергії  для яких (при використанні тільки тепла в інтервалі глибин 5,5-6 км) складають близько 15 млрд. т у.п. На найбільш прогрітих ділянках (з величиною глибинного теплового потоку більше 120 мВт/м²) тут можливий видобуток пари на глибинах до 4,5 км, тобто запаси можуть бути збільшені без додаткового буріння.

Сума геоенергетичних  ресурсів у всьому західному регіоні  України становить 0,19 трл т у.п., що значно більше запасів всіх родовищ вуглеводнів і вугілля на розглянутій території [12, 15]

ВИСНОВКИ

На основі отриманих результатів  ми можемо сформувати наступні висновки:

1. 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 438109 кВт.год за рік, що еквівалентно запасам палива в обсягом 50 106 т у.п.

2. 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 будівлях і спорудах в містах і сільській місцевості, а також технологічне використання глибинного тепла Землі є різних галузях промисловості і сільського господарства. Ще одним із перспективних напрямів розвитку геотермальної енергетики створення комбінованих енерготехнологічних вузлів для отримання електроенергії, теплоти та цінних компонентів, що містяться в геотермальних теплоносіях.

3. На значній частині території щільність перевищує рентабельний рівень і сягає 3—10 т у.п./м². Сумарна кількість ресурсів становить, трлн/т у.п.: у центрі (Український щит та його схили) — 0,04; на заході (Волино-Подільська плита і Карпатський регіон) — 0,19; на сході (Дніпровсько-Донецька западина і Донбас) — 0,31; на півдні (Південноукраїнська монокліналь і Скіфська плита) — 0,29. Сумарні геоенергетичні ресурси більш як у 20 разів перевищують запаси органічних енергоносіїв України.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. А. Е Севастопольский Геотермальная энергия: Ресурсы, разработка, использование : Пер. с англ. Издательство Мир, 1975.
2. А. Г. Баева, В. Н. Москвичёва Геотермальная энергия: проблемы, ресурсы, использование. Библиографический указатель. Издательство СО АН СССР, Институт теплофизики, 1979
3. Бар’яхтар В., Кухар В., Пальшин Г. Енергетика України у контексті загальносвітових тенденцій // Вісн. НАН України. — 2000. — № 7 — с. 14 — 26.
4. В.І. Саранчук, М.О.Ільяшов, В.В. Ошовський, В.С.Білецький. Хімія і фізика горючих копалин. - Донецьк: Східний видавничий дім, 2008. — с. 600
5. Выморков Б.М. Геотермальные электростанции. — М.-Л., 1966.
6. Геотермическая электростанция. БСЭ, т. 6.
7. Дворов И. М. Глубинное тепло Земли / Отв. ред. доктор геолого-минералогических наук А. В. Щербаков. — М.: Наука, 1972. — 208 с. — (Настоящее и будущее человечества). — 15 000 экз.
8. Дикий М. О. Поновлювальні джерела енергії: Підручник. — К.: Вища шк., 1993. — 351 с.
9. Енергетичні ресурси та потоки За заг. ред. А.К. Шидловського. — К.: Українські енциклопедичні знання, 2003. — 472 с.
10. Закон України «Про альтернативні джерела енергії» від 20 лютого 2003 року (№ 555IV).
11. Конеченков А., Остапенко С. Энергия тепла Земли // Электропанорама. — 2003. — №7-8.
12. Конеченков А.Е. Новые энергетические директивы ЕС // Электропанорама. — 2008. — №6.
13. Нетрадиційні та поновлювальні джерела енергії: Навчальний посібник О.І.Соловей, Ю.Г. Лега, В.П. Розен, О.О. Ситник, А.В. Чернявський, Г.В. Курбака; За заг. ред. О.І. Солов’я. — Черкаси: ЧДТУ, 2007.

Енергетичні ресурси України / За ред. Руденка В.П. — К., 2004.

 Проблеми електроенергетики  в Україні. — К., 2001.

14. Э Берман, Б. Ф. Маврицкий Геотермальная энергия. Издательство Мир, 1978. 416 стр.
15. Дворов И.М. Геотермальная энергетика. — М.: Наука, 1976. — 192 с.
16. Непорожний П.С., Попков В.И., Энергетические ресурсы мира, М., Энергоатомиздат, 1995.
17. Источники энергии. Факты, проблемы, решения, М., Наука и техника, 1997.
18. Заборный Г. Н., Шурчков А. В., Задорожная А. А. Ресурсы и тепловой потенциал перспективных для промышленного освоения месторождений термальных вод Закарпатской области. — Киев: ИТТ НАН Украины, 1997. — 150 с.
19. Аут Р. Т., Мищенко А. В. Возобновляемые источники энергии в Украине — ресурсы и характеристики // Возобновляемая энергия. — 2001. — 3. — С. 5—8.
20. Дядькин Ю.Д. Основы геотермальной технологии. — Д.: ЛГИ, 1985. — 176 с.
21. Дядькин Ю. Д., Богуславский Э. И., Вайн- блат А. В., Остроумова И. М, Троицкая И. В., Моисеенко У. И. Геотермальные ресурсы СССР // Геотермические модели геологических структур. — Спб. 1991. — С. 168—176.
22. Заборный Г. H., Шурчков А. В., Годлевская Е. Э. Прогнозирование стоимости строительства глубоких скважин в Украине. — Киев: ИТТ НАН Украины, 1999. — 64 с.
23. Гордиенко В. В., Тарасов В. Н. Современная активизация и изотопия гелия территории Украины. — Киев: Знание. 2001. — 101 с.
24. Атлас родовищ нафти і газу України. Т. 1-6 / Під ред. М. М. Іванюти та ін. — Львів. 1998.
25. Усенко О. В. Тепловой поток и современная активизация Донецкого бассейна (по новым данным) // Геофиз. журн. — 2002. — 24,
26. № 5. — С. 102—111.
27. Usenko О., Gordienko V. Heat flow pattern and fault structures in Donbas // The Earth’s thermal field and related research methods. — M.: RUPF, 2002. — P. 284—286.
28. Державна геологічна служба України: Довідник. — Киев: Геоінформ, 1999. — 87 с.
29. Аукин А.Е. Литогеодинамические факторы нефтегазонакопления в авлакогенных бассейнах. — Киев: Наук, думка, 1997. — 224 с.
30. Александров А. А., Гордиенко В. В., Дерев- ская Е.И., Земсков Г.А., Иванов А. П., Панов B.C., Шумлянский В. А., Эпов О. Г. Глубинное строение, эволюция флюидно-магматических систем и перспективы эндогенной золотоносности юго-восточной части Украинского Донбасса. — Киев: ИФИ УНА, 1996. — 74 с.
31. Заборный Г. Н., Шурчков А. В., Задорожная А.А. Искусственно восполняемые ресурсы гидротерм перспективных для промышленного освоения гидротермальных месторождений Закарпатской области. — Киев: ИТТ НАН Украины. 1998. — 130 с.
32. Карта глибинного теплового потоку України. М-б 1 : 2 500 000 / В. В. Гордієнко, І. В. Гордієнко, О. В. Завгородня, О. В. Усенко. — 2002.
33. Гордиенко И.В. Интерпретация Кировоірад- єкой аномалии теплового потока // Геофиз. журн. — 2000. — 22, № 3. — С. 82—89.
34. Забарный Г.Н., Шурчкон A.B., Варило A.A. Технико-экономическое исследование целесообразности применения тепловых насосов в системах геотермального теплоснабжения, использующих термальные воды миоценового термоводоносного комплекса Закарпатского региона. — Киев: ИТТ HAH Украины, 1999. — 230 с.