Ровно 300 лет назад по повелению императора Петра I Указом Сената от 28 января (8 февраля по новому стилю) 1724 года была учреждена Петербургская академия наук. И ровно 25 лет назад День российской науки ежегодно начали отмечать в соответствии с Указом Президента Российской Федерации, учитывая выдающуюся роль отечественной науки в развитии государства и общества, следуя историческим традициям и в ознаменование 275-летия со дня основания в России Академии наук.
Без научного подхода, без увлеченных своим делом ученых не существовало бы современного мира и самой человеческой цивилизации. Все, что нас окружает – от смартфонов до фармацевтических препаратов – является результатом работы миллионов ученых всего мира, а роль российских и советских имен в мировой науке очень и очень значительна. Невозможно переоценить значение научной работы, важность сохранения ценности научного знания в стремительно меняющемся мире.
Научные организации, расположенные в Дагестане, занимаются самыми разными вопросами – от исследования физических проблем до истории и искусства народов республики. Среди научных учреждений можно выделить единственный в Российской Федерации Институт проблем геотермии и возобновляемой энергетики – филиал Объединенного института высоких температур Российской академии наук, занимающийся изучением термальных подземных вод, которыми богат наш регион, а также возобновляемых источников энергии (ВИЭ) – самого перспективного и наиболее активно развивающегося в мире направления. Фундаментальные научные разработки и исследования Института отличает то, что они имеют большие перспективы их практического применения.
ТЕРМАЛЬНЫЕ ВОДЫ ДАГЕСТАНА – ИСТОЧНИК ЭНЕРГИИ
Восточно-Предкавказский артезианский бассейн, куда входит и Северный Дагестан, одна из самых перспективных территорий страны в плане использования геотермальной энергии площадью более 200 тысяч квадратных километров. Потенциал геотермальных ресурсов в Дагестане составляет 10 тысяч мегаватт тепловой и 1000 мегаватт электрической энергии. Республика буквально «плавает» на геотермальных источниках. Есть места, где вода с температурой 40-45 градусов вытекает на поверхность, ее можно использовать в лечебных целях из-за полезных для здоровья компонентов, в ней содержащихся.
Геотермальной водой отапливается один микрорайон в Махачкале. В Кизляре около 80 процентов жилого фонда города отапливается за счет термальных вод. Ученые Института разработали проект, где для отопления используются солнечная энергия и тепло термальных вод. Построена комбинированная гелио-геотермальная установка тепловой мощностью 15 кВт, с отбором тепла в скважинном теплообменнике глубиной 100 м и солнечными коллекторами для отопления коттеджного дома на полигоне «Солнце» в пригороде Махачкалы.
Еще один перспективный проект – строительство комбинированной парогазовой ГеоЭС мощностью до 60 МВт на базе Тарнаирского месторождения геотермальных вод в окрестностях Махачкалы. На этом месторождении имеется восемь готовых к эксплуатации скважин с температурой воды до 1000С.
В Институте разработаны перспективные технологии освоения высокотермальных, средне- и низкопотенциальных подземных вод и предложены оптимальные конструкционно-эксплуатационные параметры бинарных геотермальных электростанций (ГеоЭС). При строительстве ГеоЭС самым затратным является бурение скважины – от 50 до 80 процентов стоимости проекта приходится на бурение скважин. В нашей ситуации бурить скважины не нужно – можно использовать сотни законсервированных нефтяных и газовых скважин на выработанных месторождениях.
ИСТОЧНИК РЕДКИХ МЕТАЛЛОВ
В Дагестане имеются очень большие запасы высокотемпературных рассольных минерализованных вод, температура которых достигает 150-210 градусов, а минерализация доходит до 200 граммов на литр. В этих водах в промышленных концентрациях находятся пищевая соль, карбонат лития, марганец, кальций, рубидий и стронций.
Природные и техногенные редкометалльные воды и рассолы, к которым относятся высокотемпературные термальные источники, очень перспективный объект получения многих ценных химических элементов, в том числе лития, рубидия, цезия и стронция. В Восточно-Предкавказском артезианском бассейне на глубинах 3000-5500 м расположены 92 площади с редкометалльными промышленными водами. Из них 55 находятся на территории Дагестана, 29 – в Ставропольском крае, 8 – в Чеченской Республике.
Под руководством заведующего лабораторией энергетики Института, доктора технических наук, профессора Алибека Алхасова и доктора химических наук, заведующего лабораторией физико-химии термальных вод и экологии Института, заведующего кафедрой Дагестанского государственного университета Арсена Рамазанова на базе Института была построена первая в стране пилотная промышленная установка по добыче и переработке термальных вод, в которых содержатся редкие элементы, такие как карбонат лития.
Карбонат лития, который используют термоядерная энергетика, фармацевтика, космическая, ракетная, авиационная, микроэлектронная, оборонная и атомная промышленность, до 2022 года импортировался из Чили. В связи с санкциями Запада, поставки редких металлов из-за рубежа практически прекратились, и его добыча – стратегическая цель, в том числе связанная с обороноспособностью нашего государства. Дагестан может активно участвовать в замещении импорта этого элемента.
«В районе Тарумовского месторождения находятся заброшенные скважины, в сутки из них можно добывать до 12 тысяч кубометров высокотемпературных рассольных минерализованных вод. В одном литре такой воды содержится до 200 миллиграммов карбоната лития. Уже 10 миллиграммов считаются промышленным содержанием, при котором экономически эффективно извлечение. Из суточной нормы мы можем добывать до 240 кг карбоната лития, – отмечает Алибек Алхасов. – Это позволяет легко покрыть не только потребности России в продукте, но и отправлять его в большом объеме на экспорт. Также мы можем получать пищевую соль. Сегодня ее поставки из-за рубежа доходят до 500 тысяч тонн, в то время как одно только Тарумовское месторождение обладает запасами, позволяющими решить проблему импортозамещения».
В Институте разработан проект комплексного освоения высокотемпературных геотермальных рассолов по принципу безотходного производства. Тепло термальной воды используется для получения электроэнергии на ГеоЭС. Охлажденная вода поступает на химическую переработку, после чего из нее извлекаются карбонат лития, пищевая соль, магнезия жженная, карбонат кальция. На выходе получается пресная вода, которую можно использовать для орошения, что также актуально для аридного Северного Дагестана.
ДАГЕСТАН – САМЫЙ ПЕРСПЕКТИВНЫЙ РЕГИОН РОССИИ
ДЛЯ ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ ЭНЕРГЕТИКИ
Сегодня Дагестан, где расположена уникальная Чиркейская и десятки других гидроэлектростанций, обеспечивает себя электричеством в разные годы от 55 до 75% потребностей республики. Мы подпитываемся электроэнергией из соседнего Ставропольского края. Ресурсы гидроэнергетики в республике практически исчерпаны. Около 50 МВт даст Могохская ГЭС, которую Русгидро планирует строить в ближайшие годы. Какие-то объемы электроэнергии можно получить на Аварском и Андийском Койсу, но строить на этих реках плотины и затапливать территории под водохранилища – это и нарушение экологии, и переселение жителей сел, которые уйдут под воду, что сегодня нереально.
Выход один – развивать ВИЭ. В Дагестане для этого есть все – и районы с 300 солнечными днями в году, и районы с постоянными ветрами, и большое количество крупного и мелкого рогатого скота – источника до 500 тысяч тонн в год биомассы. Еще в 2011 году ученые Института по поручению Правительства Республики Дагестан разработали комплексную республиканскую программу «Использование ВИЭ в Республике Дагестан до 2020 года». При выполнении Программы, включающей в себя строительство малых ГЭС, развитие геотермальной, солнечной, ветровой энергетики и использование биомассы, Дагестан станет энергетически независимым.
В 2022 году в Дагестане сдана в эксплуатацию Южно-Сухокумская солнечная электростанция мощностью 15 МВт. Сегодня строится Махачкалинская ветроэлектростанция мощностью 12,5 МВт. Руководитель проектного офиса Министерства энергетики и тарифов РД Артур Алибеков анонсировал проектирование самой большой в России Новолакской ВЭС мощностью 315 МВт. Осуществление проектов ВИЭ, строительство и запуск в эксплуатацию которых запланирован до 2032 года в Дагестане, вполне может привести республику к энергонезависимости.
В этом небольшом материале я перечислил несколько важных направлений исследований ученых Института проблем геотермии и возобновляемой энергетики – филиал Объединенного института высоких температур Российской Академии наук. А среди разрабатываемых в Институте тем есть экспериментальные исследования и моделирование теплофизических и тепломассообменных процессов в геотермальных системах и энергоустановках на основе различных ВИЭ, и физико-химические и экологические аспекты при комплексном освоении гидрогеотермальных и других видов ВИЭ.
Сегодня мы видим, что стараниями государства и общества происходит возрождение, ренессанс российской науки! Наука, как известно, это не вчера, наука – это сегодня и завтра. Очень важно, чтобы славное наследие российской науки становилось фундаментом научных открытий следующих поколений.
Саид НИНАЛАЛОВ
