Министерство  образования и  науки РФ

Государственное образовательное  учреждение

высшего профессионального  образования

КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ 
 

   Геологический факультет

   Кафедра Геофизических методов поисков и разведки  
 
 
 
 

   Реферат по Ресурсоведению на тему:

   «Энергетические ресурсы Камчатского  края»

 
 
Выполнила:

студентка IV курса 45-й гр.

А. А. Иванова

Проверил:

А. А. Остапенко 
 

Краснодар 2011 
 

ВВЕДЕНИЕ

     Развитие и процветание Камчатского края в значительной мере зависит от возможностей обеспечить собственные энергетические нужды. Экономика Камчатки не может успешно развиваться без снижения стоимости потребляемой электроэнергии, а этого можно достичь только путём комплексного использования всех имеющихся энергетических ресурсов края, вполне достаточных для покрытия собственных потребностей энергетики.

     В настоящее время в структуре  потребленного топлива энергоисточниками  региона 78,2% приходится на привозное  топливо. В общем объеме потребления  энергоресурсов 53% составляет мазут, 23,4% – уголь, 17,7% – геотермальный  теплоноситель, 1,8% – дизельное топливо, 1,1% – гидроресурсы, 0,9% – газ. В  результате высокой стоимости топлива, топливная составляющая на некоторых  электростанциях превышает 80% в себестоимости  производства энергии, что в конечном итоге выражается в высоком уровне и росте тарифов.

     Оптимизация структуры регионального топливно-энергетического  комплекса может обеспечиваться реализацией проектов перевода электроэнергетики на местные энергоресурсы недр Камчатки представленые запасами и прогнозными ресурсами газа, каменного и бурого угля, геотермальных вод и парогидротерм, прогнозными ресурсами нефти. В прибрежных зонах и на островах имеется крупный потенциал ветровой энергии. Уникальным приливно-отливным гидроэнергетическим потенциалом располагает район Пенжинской губы Охотского моря.

1. ГОРЮЧИЕ ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ

     Накопление  углеводородов на Камчатке происходило  в течение миллионов лет. Можно  выделить ранне- и позднемеловую, ранне- и позднепалеогеновую, миоценовую и  плиоцен-четвертичную эпохи углеводородного  газообразования. В отношении геологического развития Камчатка имеет много общих  черт с о. Сахалин, являющимся крупным  нефтеносным районом страны, поэтому  также может оказаться перспективной  для добычи газа и нефти.

     Рис. 1.Схема размещения месторождений и перспективных площадей на топливно-энергетические ресурсы Камчатского края

     Углеводородный  потенциал суши Камчатки оценивается в 1,4 млрд т в нефтяном эквиваленте, в том числе извлекаемых – около 150 млн т нефти и около 800 млрд м³ газа. Из них рентабельными для промышленной добычи могут быть около 50 % ресурсов. Перспективная нефтегазоносная площадь достигает 70 тыс. кв. км.

     Помимо  шельфа предполагается наличие нефти  и газа на Воямпольской лицензионной площади в бассейнах рек Тигиль, Аманина и Воямполка . Можно подытожить, что перспективные территории на нефть и газ составляют 111 тыс. кв.км. Общий запас газа оценивается  в 15-20 млрд куб.м, из них 7 млрд куб.м защищено проектами.

     Прогнозные  ресурсы нефти  оценены по шести потенциально нефтегазоносным площадям: Сопочной Воямпольской и Пусторецкой – в пределах суши Охотско-Западно-Камчатской НГО, Козыревской Усть-Камчатской и Ильпинской – в бортовых частях Восточно-Камчатской НГО (см рис 2). Геологическая изученность всех площадей кроме Воямпольской слабая и крайне неравномерная. На каждой площади возможно открытие ряда мелких, а в некоторых случаях и 1–2 средних месторождений.

     Разведанные и предварительно оцененные запасы природного газа сосредоточены в одном среднем и трех мелких месторождениях Колпаковского нефтегазоносного района Охотско-Западно-Камчатской нефтегазоносной области (НПО) (табл. 1, рис. 2) и в сумме составляют 22,6 млрд м³.

     В стадии опытно-промышленной разработки находится Кшукское месторождение. Годовая добыча – 8–9 млн м³ газа используемого для нужд Соболевского района. В стадии строительства находится газопровод до Петропавловска-Камчатского протяженностью 387 км.

     Запасы  попутного стабильного газового конденсата по всем месторождениям – 0 7 млн т.

     Таблица 1. Запасы природного газа и газового конденсата Камчатского края по состоянию на 01.01.2007 г*.

* по данным ФГУНПП  «Росгеолфонд»

     В списке с перспективными (С₃) ресурсами в Колпаковском районе числятся 11 структур (Схумочская, Схикийская, Северо-Облуковинская, Усть-Облуковинская и др.). Суммарные их ресурсы оцениваются по данным ВНИГРИ от 32,4 до 49,1 млрд куб. м газа. Кроме Колпаковского и Ичинского нефтегазоносных районов локализованными ресурсами располагает Центрально-Камчатский район (Караковская и Таежная структуры — 16,1 млрд куб. м газа). Из остальных перспективных районов наибольший практический интерес представляет Восточная Камчатка, где возможно открытие мелких и средних месторождений углеводородного сырья.

     По  данным ОАО "НК "Роснефть", являющегося  владельцем лицензии, инвестиции в  разведку и обустройство месторождений  данной площади, а также в создание береговой инфраструктуры составят 31 млрд дол. Шелиховская площадь  будет введена в геологическое  изучение после получения первых положительных результатов на Западно-Камчатской площади. Начало добычи нефти в опытно-промышленном режиме ОАО "НК "Роснефть" планирует на 2013 г. К 2025 г. на охотоморском шельфе Камчатки будет добываться 50 млн т углеводородов в нефтяном эквиваленте.

     Разведанные и предварительно оцененные запасы угля Камчатки составляют 275,7 млн т, прогнозные ресурсы превышают 60 млрд т. С различной детальностью изучено 7 месторождений (табл. 2) и более десяти углепроявлений.

Таблица 2. Запасы угля Камчатского  края по состоянию  на 01.01.2007 г*.

      * По данным ФГУНПП  «Росгеолфонд»

     Наиболее  угленосными являются Омолонская, Пенжинско-Марковская, Западно-Камчатская и Восточно-Камчатская площади. На Восточной Камчатке это  Корфское и Хаилинское буроугольные месторождения, на Западной Камчатке —  Крутогоровское, Тигильское, Подкагерное, Гореловское каменноугольные и  Паланское буроугольное месторождения.

     Корфское  буроугольное месторождение (пос. Медвежка) находится на побережье одноименного залива. Мощность пластов достигает 28 м, разведанные запасы составляют 258.6 млн т, прогнозные ресурсы — 1,1 млрд т. Это месторождение может полностью  удовлетворить потребности области в угле.

     Паланское месторождение. На участке Угольном выявлено 13 пластов бурого угля, мощность которых колеблется от 0,5 до 8,2 м. Запасы угля доходят до глубины 10 м и  составляют 323.7 тыс. т. Условия позволяют вести разработку открытым способом.

     В Крутогоровском месторождении угольные пласты подходят близко к поверхности, поэтому возможна их открытая разработка поверхностным способом. Угленосные отложения мощностью 150 м включают 5 рабочих пластов, верхние пласты находятся в 5-100 м от дневной поверхности. Зольность углей составляет 15-25%, теплопроводность — 7,2-7,6 тыс. кал/кг угля. Прогнозные запасы под открытую добычу оцениваются в 580-600 млн т, а в  общем объеме — 35 млрд т.

     Промышленная  разработка угля сейчас ведется пока только на Корфском месторождении (годовая  добыча — 40 тыс. т) и Тигильском (добывается 2-3 тыс. т на нескольких участках).

     Камчатский  край исключительно богат торфом, залежи которого установлены по западному  и восточному побережьям, на о. Карагинском, в бассейнах рек Быстрая и  Паратун-ка. Разрабатывается более 10 месторождений. Торф используется в  основном для местных нужд (торфокомпостная  смесь для удобрений и подстилка  для скота). В перспективе торф можно добывать для промышленной переработки, получения ценных химических веществ, газа, теплоизоляционных плит и других продуктов.

2. ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

2.1. Геотермальная энергия

     Территория  центральной части Камчатки располагает  уникальными запасами геотермальных  и энергетических вод (рис. 2).

Рис. 2. Карта расположения геотермальных месторождений п-ва Камчатки, эксплуатирующихся и рекомендуемых для поисково-разведочных работ:

1 - Геотермальные провинции:

I – Северная, II – Срединная, III – Восточная, IV - Южная

Геотермальные месторождения: 2 – 4 Низкотемпературные (температура в недрах менее 150⁰С, цифровые индексы соответствуют табл. 3): 2 – эксплуатирующиеся;

3 –  разведанные; 4 - перспективные для разведки; 5 – 7 Высокотемпературные:

5 –  эксплуатирующиеся; 6 – разведанные; 7 - перспективные для разведки;

8-10 – вулканы и кальдеры.

     В Камчатском крае известно 150 термопроявлений, из которых 60 имеют температуру воды свыше 60^°С, что позволяет их рассматривать как источники энергетических ресурсов.

     Наиболее  крупные и высокотемпературные  гидротермальные системы связаны  с Восточной вулканической зоной  протяжённостью около 350 км и шириной 15-20 км. В этой зоне расположены месторождения парогидротерм: Паужетское, Больше-Банное, Мутновское и Нижне-Кошелевское.

     Высокотемпературные геотермальные ресурсы Камчатки, предлагаемые для сооружения ГеоЭС (по данным ОАО «Геотерм»), приведены в табл. 3.

Таб.3

     На  сегодня сооружено три ГеоЭС  на геотермальных ресурсах Паужетского  и  Мутновского месторождений, характеристика которых  приводится ниже:

     1. Паужетская ГеоЭС расположена в Паужетском энергоузле. На Паужетском геотермальном месторождении предполагается сооружение новой станции, состоящей из двух силовых агрегатов: паровой турбины и бинарной электростанции. На 2010 год планируется реконструкция с целью увеличения мощности до 17 МВт за счёт реализации проекта «Создание пилотного бинарного энергоблока мощностью 2,5 МВт».

     2. Верхне-Мутновская ГеоЭС находится в Центральном энергоузле. Размещается в северо-восточной части Мутновского геотермального месторождения в Елизовском районе в 130 км от г. Петропавловска-Камчатского и использует пар Верхне-Мутновского геотермального участка. Работают 3 энергоблока мощностью 4 МВт каждый.

     Режим эксплуатации В-МГеоЭС предусматривает  исключение прямого контакта геотермального теплоносителя с окружающей средой за счет применения воздушных конденсаторов  и системы 100%-й закачки отработавшего  геотермального теплоносителя обратно  в земные пласты.

     3. Мутновская ГеоЭС (1-я очередь) в Центральном энергоузле. Расположена на расстоянии 1. 6 км от площадки В-МГеоЭС-1. Введена в эксплуатацию в 2001-2002 годах, состоит из 2 энергоблоков. Проектная мощность – 50 МВт.

     Кроме производства электроэнергии геотермальные  ресурсы в виде термальных вод  используются для теплоснабжения поселков Эссо, Анавгай, Паужетка, Паратунка, Термальный, а так же нескольких рыбозаводов  и баз отдыха Озерки, Апачи, Малки, Начики, Пущино, 47-км.

     В настоящее время геотермальные  источники энергии обеспечивают на Камчатке до 25 процентов от общего энергопотребления, что существенно  помогает ослабить зависимость полуострова  от дорогостоящего привозного мазута.

2.2. Гидроэнергия

     Для Камчатского региона характерна густая гидрографическая сеть. Всего  здесь насчитывается до 14 тыс. рек  и ручьев. Несмотря на незначительную длину реки Камчатки исключительно  полноводны. Из-за быстрого течения  почти все реки зимой частично или полностью открыты. Многие на всем протяжении имеют бурный характер с порогами и водопадами. Потенциальный  энергоресурс рек Камчатки оцениваются  в 50,6 млрд кВт-ч в год. Однако из-за ограничений их использования, вызванными необходимостью сохранения речных долин и обеспечения пропуска промысловых рыб на нерест, их реальный экономический потенциал составляет около 5 млрд кВт-ч в год.

     В свое время на реках Кроноцкая  и Жупаново, имеющих высокую энергетическую эффективность, рассматривалась возможность  строительства крупных ГЭС. На стадии ТЭО был разработан проект каскада  Кроноцких ГЭС общей мощностью 300 МВт и среднемноголетней выработкой электроэнергии 1100 млн кВт-ч. На реке Жупаново, потенциальные ресурсы  которой составляют 3,7 млрд кВт-ч, планировалось  строительство ГЭС мощностью  до 270 МВт. Эти проекты имели серьезные  изъяны. Каскад Кроноцких ГЭС предполагал  малую площадь затопления, но в  эту зону попадала территория биосферного  заповедника. Проект Жупановской ГЭС, имея равные технико-экономические  показатели с Кроноцкой ГЭС, предусматривал затопление значительной территории. Кроме того, плотиной отсекло бы треть нерестовых угодий реки.

     Современные технологии малой гидроэнергетики  позволяют избежать проблем, возникающих  при строительстве крупных ГЭС. Малые, мини- и микроГЭС (МГЭС) способны генерировать электроэнергию при незначительной нагрузке на экосистему рек. Кроме того, они имеют большой срок службы при низких эксплуатационных и ремонтных издержках.

     МГЭС  используют потенциал малых рек  и водотоков и могут быть базовым  источником электроснабжения для удаленных  автономных объектов, что способствует развитию местной промышленности и позволяет решать социальные и экологические проблемы региона. Забор воды на станцию осуществлен без перекрытия основного русла реки плотиной. Применение такого технического решения не препятствует прохождению рыбы на нерест и не нарушает естественный гидрологический режим реки.

     К малым ГЭС относятся станции  до 30 МВт с мощностью единичного агрегата до 10 МВт. К микроГЭС относятся  гидроагрегаты мощностью до 100 кВт. Малая ГЭС с установленной  мощностью 1 МВт может вырабатывать 6 тыс. МВт-ч в год, предотвращая выброс в окружающую среду 4 тыс. т углекислого газа, который дает (при выработке того же количества электроэнергии) электростанция на угле.

     С вводом в 1998 г. на р. Быстрой МГЭС мощностью 1,71 МВт началось интегрирование малой  гидроэнергетики в энергосистему  области. Новая линия электропередачи  связала Быстринскую МГЭС с селами Мильковского района. Теперь электроэнергия, вырабатываемая гидроэлектростанцией, подается не только в населенные пункты Быстринского района, а также в  Атласово и Лазо. С включением линии  в эксплуатацию отпала необходимость  в доставке дизельного топлива в  Эссо в период ледохода, когда ГЭС  работает с минимальной мощностью. Теперь в случае недостатка мощности в Быстринском районе электроэнергию можно подавать из Атласово.

     В Усть-Большерецком районе на р. Толмачева, не имеющей рыбохозяйственного значения, продолжается строительство Толмачевского каскада (3 ГЭС общей установленной мощностью 45 МВт). Сейчас действуют МГЭС-1 (2,2 МВт) и МГЭС-3 (18,4 МВт). Ввод МГЭС-2 (25 МВт) так же сдерживается отсутствием инвестиций.

     Весь  каскад Толмачевских ГЭС изначально был предназначен не только для потребителей Усть-Большерецкого района. ЛЭП-110 Апача-Развилка, которая должна была соединить каскад с общекамчатской энергосистемой, так  и не была построена. Из-за ее отсутствия Толмачевские ГЭС заблокированы в одном районе и работают всего на 30-35% своих возможностей, так как Усть-Большерецкому району больше электричества не требуется. По данным предприятия ОАО «Кам-ГЭК», которому принадлежат Толмачевкие ГЭС, с введением в эксплуатацию ГЭС-2 и ЛЭП-110 полуостров мог бы отказаться от 6 тыс. т мазута в месяц и сэкономить до 3 млн долл. в год.

     «Ленгидпроект»  предлагал на первом этапе (до 2008 г.) осуществить в Тигильском и Олюторском районах проектирование и строительство 5 небольших ГЭС. Три из пяти (Седанка, Палана и Тиличики) предполагалось разместить на пеках Рассошина-Напана, Палана и Авьяваям с безплотинной компоновкой. Такие ГЭС не препятствуют нерестовому ходу рыбы, не приводят к затоплению территорий и могут бытьпостроены в короткое время (1-2 года). Две другие ГЭС (Кинкиль и Рассошина на одноименных реках) предлагались как опорные в Паланском и Тигильско-Хайрюзовском энергоузлах. По прогнозам специалистов отказ от строительства ГЭС затормозит развитие хозяйства в ряде районов и усугубит социально-экономические проблемы региона.

     В то же время территориально разбросанные потребители, нуждающиеся в небольших  объемах энергии, могут использовать мини- и микроГЭС. Учитывая, что современный  уровень оборудования МГЭС обеспечивает должное качество электроэнергии, такие  ГЭС могли бы быть незаменимы в труднодоступных районах, где поблизости нет ЛЭП и куда доставка органического топлива сопряжена с большими временными, техническими и финансовыми трудностями. Мини- к микроГЭС в первую очередь подходят для обеспечения электроэнергией стационарных сельских потребителей, геологоразведочных объектов, туристических и других рекреационных комплексов, лесозаготовительных и охотничьих хозяйств, предприятий по добыче и переработке рыбы и т. п.

2.3. Энергия ветра

     Ветровая  энергия признана в мире как одна из многообещающих возобновляемых и  ресурсозначимых в вопросе экономии быстро исчезающих запасов нефти  и газа. Производство электроэнергии на ветроэнергетических станциях (ВЭС) снижает вредные выбросы в  атмосферу и уменьшает парниковый эффект. В 2005 г. мировая установленная мощность ветровых агрегатов достигла - 59 322 МВт. В электрическом балансе Дании (более 3 тыс. МВт)ветроэнергетика составляет 20%, что является абсолютным рекордом в мире.

     В соответствии с данными работы «Районирование территории Камчатского края по ветровым нагрузкам» (ЭСП, 1988г.), наибольшие ветровые нагрузки фиксируются в прибрежных районах – п. Октябрьский, с. Озерная, г. Петропавловск-Камчатский, мыс Петропавловский  Маяк, п.г.т. Усть-Камчатск, с. Никольское и населенных пунктах, расположенных  в северной части Камчатки: Апука, Корф, Каменское, Ича и др. 

Рис. 3. Карта  расположения районов перспективных  к использованию ветра.

     По  ветровым характеристикам на Камчатке выделяется пять провинций - А, В, С, Д и Е (провинция Е, имеющая слабый ветровой потенциал, в настоящее время не перспективна для освоения).

     Суммарная мощность ветроэнергопотенциала Камчатки (основные ветровые районы), получаемая в результате расчетов по секторам и в целом по провинциям, составляет 360,7 млрд кВт-ч/год. В практике строительства крупных «ветроферм» и ВЭС принято использовать территорию размером 8-12% от общей площади, имеющей достаточный ветропотенциал. Таким образом, получаем максимально возможный или рабочий ветроэнергопотенциал в 30-36 млрд кВт-ч/год (табл. №4). Для сравнения, за 2002 г. выработка электроэнергии всеми электростанциями Камчатки составила 1,54 млрд кВт-ч.

     Таблица №4