Обзор российских геотермальных теплонасосных технологий

Аннотация

Суммарная установленная мощность геотермальных тепловых насосов теплоснабжения в мире в 2020 г. составила 77,5 ГВт с выработкой 16,8 тыс. МВт·ч тепловой энергии в год. Данная технология использует в основном поверхностные геотермальные ресурсы при глубине залегания пород до 400 м. Рассмотрена оценка теплового потенциала поверхностных пород территории России, выполненная в восьмидесятые годы прошлого века, которая требует актуализации. Представлены имитационно-математические модели поверхностных геотермальных систем теплоснабжения доктора техн. наук Э. И. Богуславского, методы математического моделирования теплового режима в грунтах в условиях средней полосы России доктора техн. наук Г. П. Васильева. Описан советский опыт сооружения геотермальных систем теплоснабжения, в том числе с использованием тепла морской воды и солнечно-теплонасосной установки в Абхазии с использованием серийных холодильных машин, рекомендации и методические указания для применения теплонасосных установок в условиях Грузии, недостатки советских холодильных машин, работавших в режиме тепловых насосов. Представлен анализ разработок по использованию теплонасосных установок, выполненный головной организацией СССР - институтом ВНИПИэнергопром (Москва). В 1992 - 2000 гг. в России было освоено производство парокомпрессионных и абсорбционных тепловых насосов единичной мощностью до 5 МВт. Отмечена ведущая роль в эти годы Новосибирской теплонасосной школы. Проанализирован российский опыт сооружения в 2015 - 2020 гг. теплонасосных геотермальных систем теплоснабжения, использующих поверхностные геотермальные источники энергии (грунтов, подземных и наземных водных потоков). Отмечено, что единственной госкорпорацией, включившей в стратегию своего развития внедрение тепловых насосов, является ГК РЖД. На российском рынке тепловых насосов работают около двух десятков частных предприятий, использующих в большинстве своём тепловые насосы зарубежных производителей и методики по их проектированию. Группа компаний "Инсолар-Инвест" (Москва), ООО "ИЭТ-Геотерм" (г. Сочи) применяют собственные методики. ООО "Термекс" в 2021 г. приступило к выпуску тепловых насосов единичной мощностью до 56 кВт.