Исследователи из Манчестерского университета представили результаты первого в своем роде комплексного анализа, в котором оценили полную стоимость жизненного цикла и экологический эффект от перевода выведенных из эксплуатации наземных нефтяных и газовых скважин на генерацию геотермальной электроэнергии. В исследовании, опубликованном в научном журнале «Applied Thermal Engineering», детально рассматриваются не только прямые финансовые затраты на модернизацию старой инфраструктуры, но и сопутствующий ущерб для здоровья населения и окружающей среды, включая загрязнение атмосферного воздуха и вклад в глобальное изменение климата. Авторы пришли к выводу, что хотя себестоимость чистой электроэнергии из таких источников пока остается высокой, этот подход кратно снижает внешние издержки общества, вызванные консервацией месторождений и бурением новых скважин.
Проблема ликвидации старых добывающих мощностей сегодня актуальна для многих регионов. Только в Европе и Северной Америке насчитываются сотни тысяч нефтяных и газовых скважин, которые приближаются к завершению своего экономического цикла. Традиционная процедура их ликвидации представляет собой сложный, длительный и крайне дорогостоящий процесс, требующий надежной герметизации ствола цементными смесями и постоянного экологического мониторинга в течение десятилетий. Некачественно запечатанные объекты могут стать источником долгосрочных рисков, таких как утечки парниковых газов, в первую очередь метана, и загрязнение водоносных горизонтов. Идея использовать эти глубокие и уже готовые выработки для извлечения подземного тепла позволяет превратить накопленные обязательства нефтегазовых компаний в полезные энергетические активы.
Британские специалисты детально изучили три различных сценария конверсии существующей инфраструктуры. Первый вариант предусматривает совместное использование двух полностью заброшенных скважин для создания замкнутой циркуляционной системы, где в одну скважину закачивается холодная вода, а из другой извлекается нагретый теплоноситель. Второй сценарий предполагает переоборудование одиночной глубокой скважины по принципу коаксиального теплообменника типа «труба в трубе». Третий вариант ориентирован на позднюю стадию эксплуатации месторождений, когда из пласта извлекается уже не столько нефть или газ, сколько попутная горячая пластовая вода, тепловой потенциал которой можно преобразовывать в электричество прямо на месте. Эти модели ученые сопоставили с показателями традиционной геотермальной электростанции, требующей бурения новых специализированных скважин с нуля.
Результаты математического моделирования показали, что перепрофилированные системы демонстрируют беспрецедентно низкий уровень сопутствующего ущерба. В ряде технологических цепочек затраты, связанные с экологическим вредом, оказались более чем на 80% ниже по сравнению со стандартными геотермальными проектами. Такая колоссальная разница объясняется исключением самого грязного и энергоемкого этапа – глубокого бурения, при котором используется тяжелая техника, расходуются значительные объемы специальных растворов и происходит локальное загрязнение почв. При сопоставлении с традиционной генерацией на угле и природном газе преимущество оказалось еще более выраженным: внешние экологические издержки перепрофилированных скважин оказались ниже более чем в 100 раз.
Тем не менее авторы признают, что ключевым барьером на пути масштабирования технологии остается коммерческая составляющая. Стоимость единицы электроэнергии, выработанной на модернизированных скважинах, на данный момент превышает тарифы крупных коммерческих геотермальных станций, а также электроэнергии от традиционных ветропарков, солнечных ферм и атомных реакторов. Это объясняется исключительно эффектом масштаба. Подобные установки пока функционируют в экспериментальном режиме и обладают небольшой электрической мощностью. Когда относительно небольшие капитальные затраты делятся на скромные объемы выработки, себестоимость каждого киловатт-часа закономерно возрастает.
Исследователи указывают на системный изъян в современном процессе принятия решений в энергетической политике. Если регуляторы и инвесторы будут ориентироваться только на оптовые цены на электричество, полностью игнорируя расходы на ликвидацию последствий загрязнения воздуха и медицинское обслуживание граждан, экологически чистые технологии всегда будут проигрывать традиционным источникам энергии. Чтобы преодолеть этот тупик, авторы исследования рекомендуют правительствам внедрить целевые меры государственной поддержки. Речь идет о введении налоговых льгот и субсидий для пилотных проектов на ранних стадиях, стимулировании создания промышленных кластеров из нескольких близко расположенных скважин для снижения удельных затрат, а также о разработке прозрачных правил, четко определяющих ответственность за безопасность и герметичность переоборудованных объектов в долгосрочной перспективе.
Помимо чисто экологических преимуществ, перепрофилирование старых скважин способно решить важную социальную задачу. Оно облегчает адаптацию старопромышленных регионов к низкоуглеродной экономике. Нефтегазовые провинции могут сохранить рабочие места для высококвалифицированных специалистов – геологов, инженеров по бурению и операторов оборудования, чьи навыки и опыт легко перенаправить из добывающего сектора в геотермальный. И хотя конверсия скважин не станет единственным решением климатических проблем, она способна занять важную нишу в составе сбалансированных региональных энергосистем при условии формирования адекватной государственной политики в этой сфере.
