Исландия. Страна надежной и чистой энергетики. Будущее в настоящем

Исландия, остров площадью всего в 103 тысячи кв. км. и населением примерно 320 тысяч человек.

Исландия была открыта ирландцами ранее 800 н.э., но долгое время оставалась незаселенной. В период с 9-10 веке она была заселена скандинавами, в основном норвежского происхождения. В то время Исландия представляла из себя зеленый остров, преимущественно покрытый лесами. Хотя поселения викингов и были малочисленны, свои потребности в стройматериалах и обогреве они предпочитали удовлетворять вырубкой лесов. Достаточно быстро им удалось практически полностью уничтожить растительность на острове. Хрупкая арктическая природа не способна быстро восстанавливаться. Поэтому в настоящее время на территории Исландии самая большая в Европе пустыня. Именно поэтому современные потомки викингов прилагают титанические усилия к восстановлению растительности на острове и обеспечению экологически чистых условий проживания. Запасов углеводородов на острове нет. Между тем энергии на этом острове – хоть отбавляй.

Исландия – вулканическая страна. Раскаленная лава подогревает гигантские подземные озера. Геотермальное тепло подается по трубам в города и запасается в огромных резервуарах, обогревая дома, предприятия и даже плавательные бассейны. Реки, образовавшиеся в результате вулканической деятельности, движут турбины, которые производят практически всю нужную в стране электроэнергию.

Территория Исландии представляет собой вулканическое плато с вершинами до 2 км. Остров сложен мощными пластами базальтов и других лав, изливавшихся постепенно на протяжении 20 млн. лет. В некоторых местах толщина лавовых наслоений достигает 7 км.
Остров расположен на одной из самых крупных в мире линий тектонического сброса— Средне-Атлантическом хребте, и лежит на границе между Североамериканской и Евроазиатской тектоническими плитами.

Эти тектонические плиты каждый год расходятся на 2 см. В результате здесь часто бывают землетрясения, которые, к счастью, не вызывают серьезных разрушений. Всего на острове насчитывается свыше 150 вулканов, из них около 40 – действующие. По крайней мере 30 из них извергались со времени заселения острова. Извержение вулкана Эйяфьятлайокудль весной 2010-го наделало очень много шума, принеся особую известность Исландии.
В этой вулканической зоне имеются также не менее 20 геотермальных полей, содержащих пар с температурой от 250°С до 600°С. Пористая порода впитывает сотни миллиметров осадков каждый год и подогревает их в подземных недрах. Часть нагретой воды, которая выходит на поверхность, и образует горячие источники, или, другими словами, гейзеры.

Если вернуться в историю, геотермальные источники традиционно использовались в стране исключительно для гигиенических целей— купания, стирки и приготовления пищи.
Со времен заселения острова исландцы старались найти способы отопления своих жилищ. Ведь в такой холодной стране, как Исландия, необходимость в обогреве своих домов сильнее, чем в большинстве других стран с более мягким и теплым климатом. В старину для отопления жилищ широко использовался торф, а также морские водоросли.

Первые попытки бурения и использования геотермальной энергии были предприняты в середине XVIII века, но только 1907 году фермеру из западной части Исландии удалось направить пар из геотермального источника, пролегавшего под его фермой, в цементную трубу, подведенную к его дому, находящемуся в нескольких метрах от источника. В 1909 году другой фермер недалеко от Рейкьявика стал первым, кто попытался закачивать горячую воду из источника для обогрева дома.

Лишь в ноябре 1930 года был сооружен трубопровод длиной 3 км, через который в Рейкьявике стали обогревать здания. Первым зданием в городе стала школа. Через некоторое время уже обогревались другие общественные здания и частные дома (около 60).
В 40-х годах прошлого века 75% энергии на острове вырабатывалось за счет угля и нефти. Так продолжалось до нефтяного кризиса 70-х, вызванного арабо-израильской войной, кода мировые цены на сырую нефть возросли на 70%. Именно этот кризис заставил правительство переключиться на освоение альтернативных источников тепла. Были выделены средства и ресурсы для освоения новых геотермальных районов, строительства новых трубопроводов. После того как кризис миновал, Исландия оставалась последовательной в своем развитии в области возобновляемых источников энергии, выведя страну в лидеры по использованию геотермальной энергии.

Сегодня на отопление помещений уходит практически половина производимой геотермальной энергии в Исландии. 90% домов в Исландии обогреваются за счет горячих вод, поступающих из геотермальных источников. Горячая вода подается из скважин, глубина которых может варьироваться от 200 до 2000 м прямо в трубы. Протекая по этим трубам, вода отапливает дома исландцев. Любопытный факт: в Рекьявике дороги и тротуары всегда свободны от снега и льда, поскольку они подогреваются от проложенных под ними труб с горячей водой.

В 80-х и 90-х годах XIX века, когда в Европе и Америке активно развивалась электрификация, в Исландии вопрос электричества оставался лишь темой обсуждения. В 1904-м в Исландии была построена первая небольшая по мощности гидростанция, которая поставляла электричество в небольшой портовый городок.

Но потребности стремительно росли, и построенная в 1921 году первая муниципальная электростанция стала снабжать электричеством Рейкьявик. В 30-е годы были электрифицированы отдаленные районы.
Именно эта маленькая страна смогла продемонстрировать, что использование природных возобновляемых источников энергии может стать высокоэффективным, надежным и социально значимым явлением.

В течение XX столетия Исландия прошла путь от одной из беднейших стран Европы, полностью зависящей от торфа и импортируемого угля, до страны с высочайшим уровнем жизни. В 2007 году в обнародованном ежегодном докладе ООН Исландия была признана лучшей в мире страной для проживания. Хотя кризис 2008 года, к сожалению, внес свои коррективы.
Но ситуация с экономикой могла бы быть значительно хуже. По подсчетам исландского банка Islandsbanki, переход от углеводородов на геотермальные источники позволил сберечь Исландии с 1970 года по май 2010 года более $7,2 мрлд. Геотермальные станции обеспечивают все потребности страны в отоплении.

Потенциальная выработка гидроэнергии в стране оценивается в 80 млрд. кВт-ч в год. В настоящее время используется всего 6% гидроэнергоресурсов. Кроме того имеется огромный потенциал геотермической энергии, которая широко используется в коммунально-бытовом и парниковом хозяйствах. Свыше половины потребностей Исландии в энергии удовлетворялось за счет импорта нефти. Раньше нефть поступала из СССР, теперь в основном из Великобритании и Норвегии. Из общих запасов технологически доступных ресурсов только 70% целесообразно эксплуатировать по финансовым соображениям. Производство энергии в 1994 составило 5 млрд. кВт, из них на долю гидроэлектроэнергии приходилось 95%. В конце 90-х годов потребление энергии в Исландии ежегодно увеличивалось в среднем на 7%. Примерно половина вырабатываемой энергии потреблялась энергоемкими отраслями промышленности. Треть энергопотребления удовлетворялась за счет импортного топлива.

Несмотря на активное использование возобновляемых источников энергии, Исландия продолжает зависеть от поставок топлива в страну, а также от колебаний мировых цен на энергоносители. Основными потребителями являются автомобили и рыболовецкие суда.
В Исландии 80% энергии вырабатывается за счет возобновляемых источников. Благодаря ледникам и вытекающим из них бурных рекам 75% приходится на гидроэнергетику, геотермальные источники вырабатывают 25% энергии, а на долю традиционных углеводородов приходится всего 0,5%. Сегодня Исландия является лидером по количеству электроэнергии, вырабатываемой на душу населения.

Исландия по праву может гордиться своими гидроэнергетическими проектами. Юго-запад и северо-восток Исландии— это районы приоритетной эксплуатации водных ресурсов для энергетики. Последним проектом является Карахньюкар на востоке страны. Там возведена самая высокая в Европе плотина, вода подается на турбины через 420-метровые скальные тоннели, станция построена глубоко в горе. Запущенная в 2007 году, она предназначена обслуживать энергопотребности построенного рядом алюминиевого завода американской компании Alcoa.

Хотя доминирующим источником вырабатываемой энергии в Исландии является гидроэнергия, когда говорят об Исландии, сразу представляются геотермальные источники и вулканы. Ни в какой другой стране мира геотермальная энергия не играет столь огромной роли в обеспечении энергетических потребностей нации, как в Исландии
Геотермальная энергия используется в Исландии более 70 лет. Геотермальная область полуострова Рейкьянес (Reykjanes) сформировалась в результате движения литосферных плит, формирующих Срединно-океанический хребет. Площадь территории, где "добывают" тепло земных недр невелика - около 2 км2. Но уже более 30 лет она исправно дает энергию без каких-либо признаков уменьшения ее запасов.
Интересно, что Исландия очень быстро перестроила свою энергетику: стране понадобилось всего 30 лет на то, чтобы перейти от угольной энергетики (а доля этого сектора когда-то доходила до 75%, причем уголь страна импортировала) к возобновляемой (геотермальной и гидро). Сейчас доля ВИЭ в Исландии превышает 80%. Исландия планирует стать полностью независимой от углеводородной энергетики уже к 2050 году.

Правительство Исландии активно поддерживает разведку геотермальных ресурсов, а также исследования разных способов использования геотермальной энергии. Основная цель состоит в том, чтобы накопить знания о геотермальных ресурсах и сделать их использование выгодным для национальной экономики.

Эта работа привела к значительным успехам. В настоящее время геотермальная индустрия в Исландии достигла такого уровня развития, что государственное участие в этой области очень незначительно. Успешные энергокомпании теперь руководят исследованием ресурсов на уже используемых геотермальных полях, а также занимаются поисками новых геотермальных зон.
Одним из интереснейших направлений в освоении возможностей использования геотермальной энергии является Исландский проект глубинного бурения (ИПГБ). Проект ИПГБ был начат в 2000 году консорциумом из трех крупнейших исландских энергетических компаний и исландским правительством. Главная цель этого проекта заключается в повышении экономического потенциала геотермальных ресурсов высокой температуры.

Этот проект предполагает пробурить и испытать ряд скважин, которые достигнут сверхкритических зон. Он потребует бурения на глубину свыше 5 км для получения гидротермальных жидкостей с температурой вплоть до 600°С. Для сравнения, типичная геотермальная скважина в настоящее время достигает максимальной глубины 2,5 км.
Со своей стороны, Исландское правительство активно поддерживает инновационные компании, которые ведут разработки альтернативных видов топлива, которые могли бы заменить традиционные.

Недорогая электроэнергия позволила исландским ученым включиться в мировые программы по использованию водорода как топлива. Компания New Energy Company осуществляет проект по переводу общественного транспорта Рейкьявика на водород с целью «опробовать разветвленную систему заправок этим топливом в контексте местного производства энергии и подготовки к конверсии на водород».
Первая в мире водородная заправка была открыта в 2003 году и обслуживала три городских автобуса, работающих на водороде. Позже новое топливо опробовали на морском судне и недавно на автомобилях Ford. Ученые и практики ищут пути удешевления производства водорода и его хранения на заправках. За эту работу в 2007 году исландский профессор Торстейн Сигфуссон получил российскую премию «Глобальная энергия». Такое топливо пока обходится дорого, зато пробег автомобиля увеличивается втрое по сравнению с бензиновым двигателем. И при этом – никаких загрязняющих выхлопов, один только водяной пар.

«Если мы научимся использовать водород в качестве горючего для автотранспорта, это значит, что мы сможем обеспечить потребности общества за счет местных, возобновляемых энергоресурсов, – говорит консультант Водородного научного проекта Мари Маак. – Исландия сейчас вышла на 6-е место в мире по доходу на душу населения, и я уверена, что любая страна, которая правильно развивает свою энергетику, тоже может достичь таких же результатов».
Исландия твердо намерена к середине столетия избавиться от машин, работающих на бензине. Ее задача – доказать всему миру, что есть полная возможность найти экономически выгодную альтернативу нефтепродуктам.

Исландия. Геотермальная энергия. Бытовые зарисовки

Использование геотермальной энергии для купания традиционно для Исландии. Важность геотермального тепла для этих нужд сохраняется и в наши дни. После отопления помещений и производства электричества подогрев плавательных бассейнов, наверное, является одним из главных видов использования геотермальной энергии. На население чуть больше 300 тыс. человек имеется 160 действующих бассейнов, и 130 из них используют термальную воду. Из всех бассейнов, подогреваемых геотермальным теплом, 100 являются общедоступными и 30 находятся в школах или других учреждениях. Большинство общедоступных бассейнов— открытые, работают круглый год и считаются излюбленным местом активного отдыха исландцев. В них также проводятся обязательные в исландских школах уроки плавания. Самый большой бассейн, Лойгардаль, имеет площадь 1,5 тыс. кв. м и еще пять горячих бочек с водой от 35 до 42°С.


Станция Hellisheidi расположена на юго-западе Исландии. Это крупнейшая в Исландии и вторая по величине геотермальная станция в мире! По состоянию на февраль 2009 года мощность станции 213 Мвт (по электроэнергии). Планируемая мощность 300 Мвт (по электроэнергии) и 400 Мвт (по тепловой энергии).

Производство электроэнергии с использованием горячей воды из скважин производится по так называемой бинарной схеме.


Отработанная минеральная вода может закачиваться непосредственно в подземный горизонт, может так же использоваться в горячих бассейнах с минеральной водой.
Теплоснабжение Рейкьявика обеспечивается централизованно от тепловой станции, которая находится в 7 километрах от города. Теплоноситель поступает в город по теплотрассе.

В Исландии «дармовое» тепло традиционно используется для бытовых нужд. Если температура воды от источника превышает 1000С, почему бы это не использовать при приготовлении пищи? Что и делается в небольших пищевых компаниях. С не меньшим успехом тепло используется в теплицах, которые производят свежие овощи, цветы круглогодично. Все это очень рентабельно и конкурентоспособно.

«Чистая» энергия. Возможности российско-исландского сотрудничества

В Исландии не делается никакого секрета из достижений местной энергетики. В страну постоянно приезжает множество делегаций со всего мира для изучения опыта использования экологически чистых источников энергии. Поучиться на самом деле есть чему. Имеется множество нюансов, связанных с эффективным и безопасным использованием высокоминерализованных источников для работы энергетических установок. Исландские специалисты уже решили множество этих проблем. Таких, например, как засорение трубопроводов минеральными отложениями, вторичное использование минеральной воды, предотвращение загрязнения окружающей среды рассолами.

Со своей стороны исландские специалисты принимают активное участие в разработке различных геотермальных проектов во многих зарубежных странах, обслуживая объекты и оказывая консалтинговые услуги. Сюда относятся Кения, Уганда, Бурунди, Эфиопия, Джибути, Польша, Словакия, Венгрия, Румыния, Грузия, Германия, Греция, Турция, США, Индонезия, а также Россия.

Исландия сейчас активно помогает Китаю построить крупнейшую геотермальную установку. Финансирование проекта частично обеспечивает один из исландских банков. В проекте участвует также много индийцев. Таким образом, можно надеяться, что две самые населенные страны в мире сумеют добиться успеха в изменении климата.

Что касается России, то исландский президент Олавур Рагнар Гримссон на встрече Президентом России Дмитрием Медведевым заявил: «Мы испытываем большой интерес в том, чтобы оказать содействие Рф в исследовании геотермальных ресурсов. Нам известно, что в РФ большие ресурсы геотермального тепла, и мы могли бы помочь в разработке этих ресурсов для производства «чистой энергии. Мы могли бы обсудить использование геотермальных ресурсов на Камчатке, где есть планы по строительству геотермальной станции, которая производила бы энергию для алюминиевого завода».

В конце 2011 г в Рейкьявике Министр иностранных дел России Сергей Лавров отметил, что Россия заинтересована в исландских разработках в области геотермальной энергии, это позволяет снижать ёмкость российского ВВП и соответствует задачам, которые стоят перед Российской Федерацией. С ноября 2011 г. соглашение о взаимодействии в сфере геотермальной энергетики между нашими странами вступило в силу.

Потенциал использования геотермальной энергии в некоторых регионах России (например, на Камчатке) - огромен и способен полностью решить проблемы местной энергетики. Технические ресурсы геотермальной энергии России оцениваются в 11870 млн. т у.т. (условного топлива), что примерно в 10 раз превышает разведанные энергетические запасы органического топлива. По оценкам специалистов, за счет геотермальных ресурсов и новых технологий (геотермальные тепловые насосы и бинарные электрические станции) можно в ближайшие 10-15 лет сократить на 20-30% потребление органического топлива в стране.

«Чистая» энергетика и внутренние противоречия

Ситуация в отношении «чистой» энергетики в стране весьма двусмысленна. Касаясь экологических проблем, Президент России заявил, что Россия готова сократить к 2020 г. выбросы парниковых газов на 25%, и еще на столько же к 2050 году. В то же время, стратегические планы России по развитию возобновляемой энергетики более чем скромны - 4,5% в общем энергобалансе к 2020 году. Одновременно заявляются планы развития «альтернативной» энергетики, основанной на экологически чистых возобновляемых источниках энергии и большие сомнения о целесообразности ее развития. Причиной тому внутренние возможности страны по обеспечению потребностей в энергии за счет природного газа ядерной энергетики. В то же время, на просторах России остается множество удаленных населенных пунктов, куда невозможно или невыгодно протянуть газопровод или поставить атомную станцию.

Например, альтернативное топливо вполне могло бы решить эту проблему, но без государственных субсидий приобрести необходимое оборудование невозможно. Производства альтернативного топлива нуждаются в государственной поддержке – и не получают ее. К примеру, древесные гранулы в нашей стране не имеют даже ГОСТа.

Или ситуация с Камчаткой, где природные условия во многом схожи с Исландией и энергия в буквальном смысле слова прямо под ногами. Себестоимость производства электроэнергии в центральном энергоузле в 2009 году составила 3,89 руб/кВтчас без НДС. Это с учетом производства энергии из геотермальных источников, мощности которых не догружены. В то же время запланирована установка плавучей АЭС, стоимость энергии от которой с учетом ее доставки потребителю составит 5,6 руб/кВтчас без НДС. При этом объем инвестиций в расширение и модернизацию инфраструктуры для передачи энергии от ПАЭС вполне сравним с затратами на передачу энергии от геотермальных источников. Не в меньшей степени перспективно освоение потенциальных возможностей гидроэнергетики, которые в Приморье используются всего на 6%. Конечно, существует немало факторов при принятии решения, которые выходят за рамки стоимости, но в Исландии обеспечивается необходимая стабильность энергоснабжения от местных источников с учетом экономической выгоды.

Еще в начале 90-х годов лауреат Нобелевской премии, а ныне вице-президент РАН академик Жорес Алферов подсчитал, что если в развитие альтернативной энергетики в нашей стране было вложено хотя бы 15 процентов того, что инвестировано в атомную энергетику, то необходимость в АЭС, которые куда более опасны солнечных батарей, отпала вовсе. Нужна ли России альтернативная энергетика? Думается все же, что да. И не только потому, чтобы опять не «плестись в хвосте» за другими странами. Гораздо эффективнее уже сейчас досконально прорабатывать государственные программы и подготавливать законодательную базу, чтобы в будущем иметь стабильные источники экологически безопасной энергии.