Швейцария и ее новые геотермальные энергетические проекты

Буровые работы в Лавей-ле-Бан (Lavey-les-Bains) на юго-западе Швейцарии начались в январе 2022 года. Цель геотермального проекта — использовать воды горячих подземных источников, чтобы генерировать электро- и теплоэнергию для 1 000 домов и других объектов инфраструктуры. © Keystone / Laurent Gillieron

Война в Украине, а также негативные последствия изменения климата заставляют национальные правительства и по всему миру искать эффективные источники энергии у себя дома. Сторонники использования геотермальной энергии говорят, что она может помочь Швейцарии достичь энергетической самодостаточности, но для этого нужно, чтобы хотя бы один крупный проект в области альтернативной энергетики оказался успешным.

Роскошный геотермальный курорт Лаве-ле-Бен (Lavey-les-Bains) за пределами Швейцарии знаменит не особо, а между тем там можно купаться в открытых бассейнах с целебной водой из слабосерных источников, да еще и любуясь при этом белоснежными горными вершинами. Местная вода с температурой 33−36°C считается самой горячей в Швейцарии. Путь этой воды в долину реки Рона долог и извилист: она стекает со склонов гор, нагревается примерно на глубине трёх тысяч метров, а потом через систему расщелин и каверн вновь оказывается на поверхности в деревне Лаве-Моркль (Lavey-Morcles).

Из региона плотины Эмоссон (Emosson Dam), вода, нагреваясь, течёт глубоко под землёй, а затем выходит на поверхность в долине реки Роны через сеть расщелин. AGEPP

А всего в двух шагах от комплекса лечебных ванн и бассейнов пасторальную тишину горного бальнеологического курорта нарушает лязг буровой установки. Начиная с января 2022 года здесь идет бурение глубинных подземных пластов как раз в поисках источников горячей воды. Первые природные горячие источники здесь были открыты уже почти 200 лет назад. А теперь ученые и инженеры-проходчики надеются в который уже раз в Швейцарии реализовать геотермический проект с прицелом использования потенциала этой «геологической аномалии» для производства возобновляемой чистой электроэнергии, столь необходимой для Швейцарии, если, конечно, она хочет успешно совершить свой «энергетический поворот» и реализовать Энергетическую программу-2050, одобренную несколько лет назад на референдуме.

«Пока всё идет хорошо», — говорит Жан-Франсуа Пиле (Jean-François Pilet), директор компании Alpine Geothermal Power ProductionВнешняя ссылка, управляющей работой буровой установки. «Вначале мы продвигались очень медленно, но сейчас начали работать быстрее». Цель проекта – использовать для выработки электроэнергии здешнюю воду с идеальными параметрами (температура не менее 110°C и скорость стока в 40 л/сек). Первый этап проекта уже пройден: этап вертикального бурения до глубины 1 800 м. завершен. В настоящее время буровая установка готовится к бурению под углом к горизонту с целью достижения глубины в 2 500 м. Если скорость потока и температура обнаруженной воды не будут соответствовать проектным требованиям, то бурение может быть продолжено вплоть до глубины 3 000 м.

Более подробно о геотермальном проекте в Лаве-ле-Бен — в видеоролике ниже:

С помощью специальных инструментов, спущенных глубоко в скважину, инженеры смогут создать для себя структурную модель формата залегания подземных пластов земли и выявить наиболее продуктивные расщелины, по которым циркулирует горячая вода. «Это — почти как собирать трёхмерный пазл», — говорит Жан-Франсуа Пиле. Когда (по плану) в 2024 году буровые работы будут завершены и на площадке будет построена электростанция, этот проект сможет обеспечивать электричеством и теплом около тысячи домохозяйств, плюс другие объекты производственной и прочей инфраструктуры.

От успеха этого пилотного проекта стоимостью 40 млн швейцарских франков, финансирование которого осуществляется в том числе и за счет федерального бюджета по линии Федерального ведомства по делам энергетики (Bundesamt für Energie BFE), зависит очень многое. Это будет, по сути, первый действующий геотермальный проект в Швейцарских Альпах, успех которого докажет, что геотермия все-таки может стать рентабельным и надежным способом решения энергетического вопроса.

По мнению BFE, геотермальная энергия является важным компонентом в проекте долгосрочного структурного изменения всего энергетического бюджета Швейцарии, наряду с другими возобновляемыми источниками энергии, такими как солнце, ветер и биомасса. Но пока доля геотермальной энергии в швейцарском энергобюджете относительно невелика. Что касается электричества, то в настоящее время при помощи геотермальных источников оно не производится вообще. Геотермальная энергия с малых глубин (до 400 м), используется в основном тепловыми насосами, установленными в жилых домах и общественных зданиях. В 2020 году этот источник обеспечивал лишь 1,3% общих потребностей страны в отоплении.

Буровая головка, используемая в рамках геотермального проекта в Лавей-Ле-Бэн. swissinfo.ch

По мнению ассоциации Geothermie SchweizВнешняя ссылка, к 2050 году за счёт геотермальных источников в основном малой и средней глубины могли бы быть обеспечены уже около четверти этих потребностей. Федеральное ведомство по делам энергетики также уверено в том, что к 2050 году за счёт геотермальных источников можно было бы покрывать уже до 7% общего национального потребления электроэнергии. Как считает Бенуа Валле (Benoit Valley), профессор Центра гидрогеологии и геотермии (Centre d’Hydrogéologie et de Géothermie) Невшательского университета, у геотермальной энергетики в Швейцарии большой потенциал. «Однако реализация проектов в этой области может быть сопряжена и с рядом трудностей и рисков. Эти проекты потребуют значительных инвестиций, и далеко не всегда они будут успешными. Это необходимо учитывать с самого начала».

Возможности и риски

В последнее время интерес к геотермальной энергетике в стране снова оживился отчасти благодаря государственным субсидиям, отчасти за счет инициатив некоторых кантонов. Соответствующие проекты запланированы или уже реализуются в кантонах Во, Женева, Юра, Фрибур, Базель, Тургау и в регионе Центральной Швейцарии.

На карте ниже представлена общая актуальная схема геотермальных проектов в Швейцарии: зелёным отмечены проекты в процессе эксплуатации, синий цвет означает, что сейчас там ведутся проектно-изыскательские работы, жёлтый — это стадия проектирования, красный означает, что проект остановлен.

Образцово-показательный проект в Лаве-Ле-Бэн имеет множество потенциальных преимуществ. «Он мог бы раскрыть значительный геотермальный потенциал долины реки Рона», — говорит Фабьен Люти (Fabien Lüthi), официальный представитель Федерального ведомства по вопросам энергетики. «После некоторых колебаний Швейцария наконец приступила к разведке своих глубоких недр и разработке геотермальных ресурсов», — указала недавно в своей статье для портала Die VolkswirtschaftВнешняя ссылка эксперт по геотермальной энергии Николь Люпи (Nicole Lupi).

Европейскими лидерами в области использования геотермальной энергии сейчас являются Исландия, Франция и Германия. Швейцария, которая никогда, как считает Н. Люпи, не занималась нефте- или газо-разведкой (ниже читайте о некоторых проектах в этой области, которые все-таки были реализованы, но будущего они не получили), вынуждена будет создать собственную геотермальную отрасль «практически с нуля». На этом пути существует множество потенциальных препятствий. Геотермальная разведка на больших глубинах может быть остановлена из-за экологических проблем. Буровые работы также сопряжены с различными рисками геологического характера: из-за возникших в результате буровых работы сейсмических аномалий и землетрясений Швейцарии в свое время пришлось отказаться от проектов в Санкт-Галлене (2013 год) и Базеле (2006 год).

Принятое правительством кантона Юра в феврале 2022 года решение о возобновлении глубинного геотермального проекта в муниципалитете От-Сорн (Haute-Sorne) вызвало поэтому у местных жителей понятную обеспокоенность. Жак Обри (Jack Aubry), президент одной из местных гражданских ассоциаций, называет идею закачки воды на глубину 5 000 метров под землю «опасным научным экспериментом». Жан-Франсуа Пиле из компании Alpine Geothermal Power Production, заявляет со своей стороны, что проект в городе Лаве-ле-Бен безопасен и качественно отличается от проектов в Санкт-Галлене и Базеле. «Мы не бурим в области геологических разломов, как в Санкт-Галлене, и не проводим гидроразрыв пласта, как в Базеле. В нашем проекте используется одна единственная скважина, ведущая к месту забора воды, а саму воду мы под землю не закачиваем».

Буровая площадка расположена рядом с рекой Рона недалеко от геотермального курортного комплекса Лавей-Ле-Бэн на юго-западе Швейцарии в 118 километрах к югу от Берна. © Keystone / Laurent Gillieron

По мнению Николь Люпи, глубинная геотермальная энергетика обладает целым рядом преимуществ. Её можно использовать постоянно, увеличивая объёмы потребления энергии в случае повышения ежедневного или сезонного спроса. Это может помочь решить проблему зимнего снабжения энергией в условиях низкой воды в реках Швейцарии, а также понизить степень зависимости Швейцарии от поставок газа, в том числе из России. Цена на геотермальную энергию также стабильна, в отличие от неустойчивых цен на ископаемое топливо, погодные колебания тут также роли не играют. «Всё, что сейчас нужно для того, чтобы масштабы использования этого возобновляемого источника энергии в Швейцарии стабильно расширялись — это хотя бы один пример успешного проекта. Решение в буквальном смысле находится у нас под ногами», — указывает Николь Люпи в своей уже упомянутой публикации.

Замена российскому газу

Война России против Украины заставила западных европейцев наконец всерьез взяться за вопрос своей критической зависимости от поставок энергоносителей из России, консолидировав все свои интеллектуальные усилия. Стало быстро ясно то, что было ясно всем и ранее: для успешного «энергетического перехода» и обеспечения стабильности поставок энергии необходимо развивать энергетику, использующую возобновляемые источники, включая геотермию. Сейчас доля природного газа в портфеле энергоносителей Швейцарии составляет примерно 15%, в основном газ используется для отопления и приготовления пищи. Около половины импортируемого газа, эквивалентного 16 ТВт·ч, поступает в Швейцарию окольными путями из России.

Стремясь снизить степень зависимости страны от российского газа швейцарское политическое руководство сейчас ищет способы расширить круг альтернативных источников закупок газа, делая ставку на создание дополнительных мощностей хранения сжиженного природного газа СПГ. Как заявила в марте 2022 года министр энергетики, транспорта и коммуникаций страны социалистка Симонетта Соммаруга (Simonetta Sommaruga), «Швейцарии необходимо всеми силами и как можно быстрее увеличить масштабы использования возобновляемых источников энергии. Мы также должны сокращать и объемы нерационального энергопотребления».

Понятно, что геотермальная отрасль почуяла шанс и начала активно лоббировать свои интересы на политическом уровне. В мае 2022 года группа из полутора сотен ведущих европейских энергокомпаний, включая коммунальные предприятия и поставщиков энергетических услуг, обратиласьВнешняя ссылка к председателю Еврокомиссии Урсуле фон дер Ляйен с письмом, призывающим разработать перспективную стратегию использования геотермальной энергии в качестве средства, способного снять наконец Западную Европу с иглы российского газового импорта.

Представители швейцарской ассоциации Geothermie Schweiz считают, что геотермальная энергия может в итоге заменить весь швейцарский импорт российского газа и что это всего лишь вопрос политической воли. По ее оценкам, Швейцария вполне может производить в год 17 ТВт·ч тепловой энергии, полученной из подземных источников, покрывая около четверти потребностей страны (70 ТВт·ч). Половина этой энергии может быть получена за счёт удвоения количества используемых малоглубинных установок, то есть речь идет о тех же тепловых насосах, а оставшаяся доля потребностей могла бы покрываться за счёт объектов средней глубины, таких как сеть централизованного теплоснабжения в городе Риен (Riehen), что рядом с Базелем, напрямую использующая горячие грунтовые воды.

По словам Николь Люпи, оценки ассоциации Geothermie Schweiz кажутся обоснованными, но пока, к сожалению, не существует ни одного инженерно-технологического решения, которое могло бы полностью заменить поставки газа из России. Федеральное ведомство по вопросам энергетики в своих прогнозах также пока очень осторожно. «В нынешней ситуации временной фактор играет определяющую роль, необходимо искать как краткосрочные, так и долгосрочные решения», — резюмирует Ф. Люти из BFE.