опрос на cleandex

Перспективы российского рынка геотермальных тепловых насосов

28.06.2010
Перспективы российского рынка геотермальных тепловых насосов

Согласно расчетам Research.Techart, в 2009 года в России было установлено 5.3 МВт тепловых насосов

Геотермальные ресурсы – запасы внутреннего тепла Земли.

Различают следующие виды геотермальных ресурсов:

- высокопотенциальные или гидротермальные (ВГР) – тепло термальных вод, пароводяных субстанций, газа, нагретых в результате геологических процессов до высокой температуры (выше 70°С); 
- низкопотенциальные или петрогеотермальные ресурсы (НГР) – тепло грунта, грунтовых вод и поверхностных водоемов, аккумулированное в поверхностных слоях земной коры.

Температура НГР варьируется в пределах от 5°С до 70°С.

НГР не являются геотермальными ресурсами в чистом виде, т.к. в их создании значительный вклад принадлежит солнечной энергии. 

ВГР составляют порядка 1% от общих геотермальных ресурсов, а их добыча ограничена районами с определенными геологическими параметрами. В России это Камчатка, район Кавказских минеральных вод, в Европе источники гидротермальных ресурсов есть в Венгрии, Исландии и Франции. 

В отличие от ВГР разработка НГР возможна практически повсеместно и является одним из наиболее динамично развивающихся направлений использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии (ВЭ).  

При сопоставлении с традиционными источниками энергии очевидны следующие преимущества НГР:

- возобновляемость;
- повсеместность распространения;
- близость к потребителю;
- высокий потенциал использования - верхняя часть земной коры имеет термический градиент, равный 20-30°С в расчете на 1 км глубины, а количество теплоты, содержащееся в ее слое глубиной до 10 км (без учета температуры поверхности), может достигать 1026 Дж, что более чем в 70 тыс. раз превышает теплосодержание всех технически и экономически извлекаемых мировых запасов угля;
- экологическая чистота.

Однако специфика геотермальных ресурсов включает и ряд минусов:

- нетранспортабельность; 
- ограниченность опыта эксплуатации;
- геологическое исследование, которое должно предшествовать разработке во избежание значительного финансового риска при осуществлении капитальных затрат.

НГР могут использоваться для обеспечения тепло- и хладоснабжения (кондиционирования) и горячего водоснабжения зданий и сооружений всех типов. Технология их освоения заключается в использовании систем извлечения энергии, ее обработки и доставки теплоносителя к потребителю. Главным компонентом подобных систем являются тепловые насосы.

Принцип действия геотермальных тепловых насосов состоит в следующем: посредством теплоносителя низкопотенциальное тепло поступает в ГТН, рабочие тела которого совершают обратный термодинамический цикл. Выработанная энергия поступает к потребителю. Отработанный теплоноситель следует к эксплуатируемому источнику энергии и цикл повторяется. Принципиальная схема работы ГТН представлена на рисунке 1.

01.png

Рисунок 1. Схема работы ГНТ: 1 – источник низкопотенциального тепла, 2 – ГТН, 3 – потребитель энергии

В зависимости от вида рабочего тела и типа термодинамического цикла различают два вида ГТН:

- парокомпрессионные, работающие преимущественно на хладонах;
- абсорбционные, в которых в качестве рабочих веществ используются вода и водный раствор бромистого лития.

На сегодняшний день распространение получили только парокомпрессионные тепловые насосы.

Основным признаком классификации является сочетание "источник тепла-агрегатное состояние теплоносителя", в зависимости от которого различают 4 типа тепловых насосов:

- "грунт-вода";
- "грунт-воздух";
- "вода-вода"; 
- "вода-воздух". 

По уровню тепловой мощности ПТН делятся на:

- маломощные – до 20 кВт;
- среднемощные – 21-100 кВт;
- высокомощные – свыше 100 кВт.

По функциональным нагрузкам выделяют: ПТН, предназначенные только для теплоснабжения; ПТН для тепло- и хладоснабжения; ПТН для горячего водоснабжения; интегрированные системы, совмещающие функции тепло-, хладоснабжения и горячего водоснабжения. 

Первые ПТН на территории России были внедрены еще в 1987 году, но тогда они не получили распространения. Основными барьерами рынка стали:

- наличие значительных энергетических ресурсов на территории страны;
- приоритетная газификация во всех отраслях народного хозяйства и низкая потребительская стоимость природного газа;
- отсутствие нормативно-правовых документов, регламентирующих взаимодействие структур городского энергохозяйства, инвестиционных структур (коммерческих банков, инвестиционных фондов и т.п.) и энергопроизводителей в вопросах взаиморасчетов за произведенную теплоту с помощью ТН и финансирования данной технологии;
- отсутствие стимулирующих льгот со стороны государства;
- недостаточная потребительская надежность и безопасность выпускаемых насосов, связанные с отсутствием сертифицирования производителей, монтажных и пусконаладочных организаций, отсутствием страховки и гарантий как части общего пакета услуг.

На данный момент освоение тепловых насосов носит экспериментальный характер, а установленные ПТН, как правило, выполняют демострационные функции. Однако в последние шесть лет интерес к ПТН, несомненно, возрос. В ряде городов уже используются теплонасосные установки для утилизации тепла промышленных и канализационных стоков, систем теплоснабжения, горячего водоснабжения жилищных, торговых и гостиничных зданий. Среди таких городов Москва, Санкт-Петербург, Нижний Новгород, Новосибирск, Ярославль, Саратов, Смоленск и др. 

Ведущими факторами развития рынка являются:

- повышающееся напряжение в топливообеспечении и, как следствие, рост цен на энергоресурсы;
- увеличение роли систем автономного теплоснабжения на фоне растущих объемов строительства как в государственном, так и в частном секторе;
- стремление к сокращению энергоемкости производства в промышленности;
- государственные программы развития малой и возобновляемой энергетики. 

Но многие проблемы, ограничивающие рост применения ПТН пока так и остаются нерешенными и, главным образом, это относится к различию межведомственных интересов, которое не только сдерживает разработку нормативных документов, но и эксплуатацию уже смонтированных ТН. Немаловажным является и сохраняющаяся неразвитость сервисной службы и низкий уровень профессионализма проектировочных и монтажных бригад. Хотя, стоит заметить, что после принятия региональных программ в области энергосбережения сервисная сеть ПТН достаточно сильно расширилась. 

Согласно расчетам Research.Techart, в 2009 года в России было установлено 5.3 МВт тепловых насосов.

Динамика российского рынка геотермальных насосов, по прогнозам Research.Techart, в среднесрочной перспективе будет невысокой, что связано с кризисными явлениями в экономике. Однако, в некоторых регионах рынок может развиваться весьма активно. Например, в Московском регионе, где реализуются программы по энергосбережению правительства Москвы, или в Краснодарском крае, в связи с подготовкой к Олимпиаде в Сочи.

На уровень продаж 2008 года рынок выйдет не ранее 2014-2015 годов.

Тенденция к увеличению спроса со стороны инфраструктурного и жилищного секторов сохранится, а основной объем продаж будут составлять ПТН тепловой мощностью 15-30 кВт. Структура потребления относительно типов ПТН не изменится. Прогнозируется увеличение доли внутренней продукции в общем объеме рынка, хотя в краткосрочной и среднесрочной перспективах, по-прежнему, будут доминировать импортные поставщики.

В долгосрочной перспективе ведущим фактором развития рынка станет реализация государственной энергетической стратегии. После 2015 года прогнозируется активный рост рынка. В области технических характеристик ожидается переход на ПТН с углеродными хладагентами. При этом будет увеличиваться потребление как мало- и среднемощных, так и высокомощных ПТН, что обусловлено перспективами использования систем утилизации тепла сточных вод. На фоне увеличивающегося спроса начнется активное развитие внутренней производственной базы – число российских производителей возрастет и они займут лидирующие позиции на рынке.

К 2020 году объем рынка ПТН может достичь 8 000-11 000 шт. (460-500 МВт). Прогноз объема рынка ПТН на 2030 год – момент окончания реализации текущей Энергетической стратегии России – 11 000-15 000 шт. (500-700 МВт).

При написании статьи были использованы материалы отчета Research.Techart "Маркетинговое исследование рынка геотермальных тепловых насосов".

Источник: Cleandex/Research.Techart
Все комментарии
Комментировать
Введите число, которое видите на картинке

Чистые технологии: