Визит в Томский политехнический университет
23 мая 2025 г. делегация специалистов по геотермальной энергетике посетила Томский политехнический университет с рабочим визитом.
В состав делегации вошли: советник ректора КамГУ Сазонов Евгений Владимирович, генеральный директор ООО «ЗН Геотерм» Фирсов Антон Александрович, академик РАН научный руководитель Алексеенко Сергей Владимирович и советник директора по прикладным разработкам, д.т.н. Елистратов Сергей Львович, директор департамента Энергетических решений ООО «Инэнерджи» Усенко Андрей Александрович и главный инженер Ворошилов Алексей Николаевич, менеджер индустриальных проектов Сколтеха Мещеряков Антон Александрович.
Инженеры Томского политехнического университета разработали опытный образец геотермальной тепловой электростанции (ГеоЭС) мощностью до 25 киловатт и провели первые испытания установки. В отличие от существующих в России геотермальных станций в ГеоЭС ТПУ используется органический цикл Ренкина, позволяющий ей работать при более низких температурах. В перспективе, подобные установки могут использоваться и для электро-, и для теплоснабжения. Проект реализуется при поддержке программы Минобрнауки РФ «Приоритет-2030».
Геотермальная энергетика является относительно новой отраслью промышленности России. В настоящее время в стране есть четыре действующих ГеоЭС – на Камчатке и Курильских островах. Все они напрямую используют пар. Тогда как подход, предложенный в ТПУ, предполагает создание ГеоЭС бинарного типа – на основе органического цикла Ренкина. Промышленно эксплуатируемых подобных станций, на сегодняшний момент, в РФ нет. Цикл Ренкина – это термодинамический цикл преобразования тепла в работу с помощью рабочего тела. В качестве рабочих тел могут выступать, в зависимости от параметров источника тепла, углеводороды, силиконовые масла, хладагенты.
В своем исследовании ученые ТПУ проанализировали имеющиеся данные о геотермальной отрасли России и других стран и собрали карту наиболее перспективных для развития подобных технологий регионов страны. В их число вошли Камчатка, Сахалин, Курилы, Северный Кавказ, Западная Сибирь. Причем анализ подтвердил, что Томская область перспективна для развития геотермальной энергетики.
На основе выполненного анализа с применением цифровой модели были разработаны алгоритмы подбора необходимого надземного оборудования, методика многовариантного подбора оптимального хладагента под температуру термальной воды. Опытный экспериментальный образец ГеоЭС уже установлен на территории кампуса Томского политеха. Проведены первые натурные запуски с использованием реальной физической модели геотермальной скважины.
Энергетический фреоновый модуль ТПУ
ГеоЭС состоит из нескольких модулей – блока подогревателя, испарителя, конденсатора, винтового детандера, генератора и оснащена необходимым измерительным оборудованием и системой управления. Она может управляться и контролироваться дистанционно. При разработке использовались, преимущественно, отечественные комплектующие. В перспективе, технология может помочь решить сразу две задачи – по электро- и теплоснабжению. Еще одно преимущество – благодаря технологии замкнутого цикла минимизируются выбросы в окружающую среду.
Приглашенные специалисты посетили испытательный полигон ТПУ, осмотрели геотермальную установку и модуль, моделирующий геотермальную скважину, научно-исследовательскую лабораторию моделирования электротехнических систем ТПУ. На заседании круглого стола обсуждались технические вопросы, связанные с оборудованием, и сотрудничество КамГУ и ТПУ в рамках проекта.
Гостей встречали и сопровождали: проректор по науке и стратегическим проектам ТПУ Гоголев Алексей Сергеевич, директор инженерной школы энергетики ТПУ Матвеев Александр Сергеевич, к.т.н. доцент НОЦ И.Н. Бутакова Яновский Станислав Александрович и другие официальные лица.
На главном фото: академик РАН Сергей Алексеенко и к.т.н. Станислав Яновский внутри бинарной энергетической установки. Фото предоставлены С.Л. Елистратовым.
Пресс-центр ИТ СО РАН по материалам пресс-службы ТПУ