Научная статья на тему 'ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГЕОТЕРМАЛЬНЫХ РЕСУРСОВ ДЛЯ ОТОПЛЕНИЯ ТЕПЛИЧНЫХ КОМПЛЕКСОВ'

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГЕОТЕРМАЛЬНЫХ РЕСУРСОВ ДЛЯ ОТОПЛЕНИЯ ТЕПЛИЧНЫХ КОМПЛЕКСОВ Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
124
29
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ВОЗОБНОВЛЯЕМАЯ ЭНЕРГЕТИКА / ГЕОТЕРМАЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ / ГЕОТЕРМАЛЬНОЕ ОТОПЛЕНИЕ / ОТОПЛЕНИЕ ТЕПЛИЦ / ТЕХНИКО ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Минцаев М.Ш., Якубов Т.В., Барзаева М.А.

В статье обосновывается эффективность применения геотермальной энергии для отопления теплиц по сравнению с генерацией тепла сжиганием газового топлива, являющимся наиболее распространенным энергоресурсом, используемым в тепличных хозяйствах.Проведены расчеты для двух вариантов отопления тепличного комплекса размером в 5 га, которые подтверждают экономическую эффективность геотермального теплоснабжения. Для выбора наиболее эффективного варианта использованы показатели сравнительной экономической эффективности с использованием методики приведенных затрат.Выполненные расчеты показали, что значительные капитальные вложения для строительства геотермальной станции по сравнению с капитальными затратами на строительство котельной компенсируются отсутствием ежегодных затрат на газовое топливо, ремонт и эксплуатацию.В заключение отмечается, что наиболее привлекательным и экономически целесообразным является отопление тепличных комплексов в комбинированном варианте за счет геотермального источника и природного газа.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Минцаев М.Ш., Якубов Т.В., Барзаева М.А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

FEASIBILITY STUDY OF APPLYING GEOTHERMAL RESOURCES FOR HEATING GREENHOUSE COMPLEXES

Authors substantiate e cient application of the geothermal energy for heating of the greenhouses versus heat generation through burning of a gas fuel being now a common resource for greenhouse business. Calculations carried out for two variants of heating schemes for a greenhouse complex of 5 hectares in area validated feasibility of the geothermal heat supply. To select the most e cient variant, the comparative performance indicators and a methodic procedure of reduced expenditures were used.The named calculations demonstrated that the investments in construction of a geothermal station, which considerably exceeds the ones in construction of a boiler station, would be o set by the absence of annual expenditures for gas fuel, repair and maintaining works.In ne, authors concluded that the most favorable and feasible variant for a greenhouses was the combined heating from a geothermal and a natural-gas sources.

Текст научной работы на тему «ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГЕОТЕРМАЛЬНЫХ РЕСУРСОВ ДЛЯ ОТОПЛЕНИЯ ТЕПЛИЧНЫХ КОМПЛЕКСОВ»

УДК 631.344.8:622.997

Технико-экономическое обоснование использования геотермальных ресурсов для отопления тепличных комплексов

М.Ш. Минцаев1*, Т.В. Якубов1, МА Барзаева1

1 ФГБОУ ВО «Грозненский государственный нефтяной технический университет им. акад. М.Д. Миллионщикова», 364051, Чеченская Республика, г. Грозный, пр-т Х.А. Исаева, д. 100 * E-mail: ranas@rambler.ru

Ключевые слова: Тезисы. В статье обосновывается эффективность применения геотермальной энергии для отопле-

возобновляемая ния теплиц по сравнению с генерацией тепла сжиганием газового топлива, являющимся наиболее

энергетика, распространенным энергоресурсом, используемым в тепличных хозяйствах.

геотермальные Проведены расчеты для двух вариантов отопления тепличного комплекса размером в 5 га, ко-

ресурсы, торые подтверждают экономическую эффективность геотермального теплоснабжения. Для выбора

геотермальное наиболее эффективного варианта использованы показатели сравнительной экономической эффек-

отопление, тивности с использованием методики приведенных затрат.

отопление теплиц, Выполненные расчеты показали, что значительные капитальные вложения для строительства

технико- геотермальной станции по сравнению с капитальными затратами на строительство котельной ком-

экономическое пенсируются отсутствием ежегодных затрат на газовое топливо, ремонт и эксплуатацию.

обоснование. В заключение отмечается, что наиболее привлекательным и экономически целесообразным является отопление тепличных комплексов в комбинированном варианте за счет геотермального источника и природного газа.

Важным условием эффективного функционирования тепличного комплекса в зимнее время года и получения хорошего урожая, даже в условиях идеальной герметизации, является создание оптимального климата. В настоящее время имеется большое количество способов обогрева тепличных комплексов, к которым можно отнести водяное, воздушное, комбинированное водо- и газовоздушное отопления, тепловые насосы, геотермальные ресурсы и др.

Следует отметить, что в последнее время активно развиваются энергоэффективные технологии отопления теплиц [1-4] с использованием тепловых насосов, тепло-уходящих дымовых газов различных производств, газовых поршневых двигателей внутреннего сгорания для комбинированной выработки электрической и тепловой энергии. Так, М.Л. Шит с соавторами [4] рассматривают систему энергоснабжения, использующую тепловой насос «воздух-вода» и природный газ в качестве топлива для привода компрессора и др. Однако практически все отмеченные способы имеют как преимущества, так и существенные ограничения, недостатки, в основном связанные с низкой экологичностью, территориальной привязкой к производственным объектам. Наиболее энергоэффективные и экологичные способы отопления с использованием тепловых насосов также имеют ограничения по промышленному использованию и привлекательны для небольших тепличных комплексов преимущественно для домашнего использования.

С учетом того, что цены на газ в Российской Федерации по сравнению с тарифами во многих странах относительно низкие, в том числе и для коммерческого сектора, наиболее распространенным способом создания оптимального климата в теплице служит классическая водяная отопительная система, состоящая из газовой котельной, трубопроводного, насосного, теплообменного и других видов вспомогательного оборудования.

Однако за последние 5...10 лет благодаря государственной поддержке с введением ряда регуляторных мер1 и реализации отдельных проектов [5, 6] в России наблюдается интерес со стороны бизнес-сообщества и частного сектора к возобновляемым источникам энергии, в том числе и геотермальным ресурсам. При этом следует отметить, что наблюдаемый интерес к возобновляемым ресурсам выражен не только необходимостью повышения эколо-гичности, но и экономической привлекательностью [7, 8].

В настоящей статье приводятся расчеты, подтверждающие экономическую эффективность использования геотермальных ресурсов для обогрева тепличных хозяйств по сравнению с классическими схемами отопления на основе природного газа.

Обоснование и расчет эффективности

Геотермальный способ обогрева теплиц основан на использовании возобновляемой энергии. Глубинное тепло Земли в сочетании с современными научно-техническими решениями является практически неисчерпаемым, экологичным и экономически привлекательным ресурсом.

Теплогенерация, в частности для отопления тепличных комплексов, - это наиболее экономически привлекательная сфера применения геотермальных ресурсов по сравнению с электрогенерацией, бальнеологией и другими прикладными направлениями с использованием глубинного тепла Земли с точки зрения как быстрого возврата инвестиций, так и снижения рисков финансовых вложений.

При этом геотермальная система отопления также характеризуется рядом других достоинств, а именно:

• долговечностью - средний срок службы такой системы составляет более 30 лет;

• экологичностью - отсутствие вредных выбросов в окружающее пространство во время работы;

• независимостью от тарифов на газ в отличие от газовых котельных;

• пожаробезопасностью - при ее работе не используют легковоспламеняющиеся вещества.

Для сравнительного анализа и расчета экономической эффективности рассмотрены два варианта отопления тепличного комплекса размером в 5 га: использование газовой котельной и геотермальной станции. Ряд эксплуатационных экономических показателей принят с учетом практического опыта эксплуатации в 2016-2019 гг. пилотной опытно-промышленной геотермальной станции с циркуляционной схемой отбора (ГСЦС) глубинного тепла Земли на Ханкальском месторождении Чеченской Республики мощностью 8,7 МВт и отапливающего за счет тепловой энергии станции экспериментального тепличного комплекса (рис. 1) [9]. При этом следует отметить, что с учетом климатических условий Чеченской Республики ханкальская геотермальная станция способна отапливать тепличный комплекс размером до 5 га. На рис. 2 видно, что геотермальная станция характеризуется достаточной компактностью, а схема подвода тепла не отличается от схемы классической

1 См.: Постановление Правительства РФ от 23.01.2015 № 47 «О внесении изменений в некоторые акты Правительства Российской Федерации по вопросам стимулирования использования возобновляемых источников энергии на розничных рынках электрической энергии». См. также: Распоряжение Правительства РФ от 28.07.2015 № 1472 «О внесении изменений в распоряжение Правительства РФ от 08.01.2009 № 1-р».

Рис. 1. Опытно-промышленная геотермальная станция на Ханкальском месторождении Чеченской Республики (а) и экспериментальный тепличный комплекс 0,5 га, отапливаемый геотермальной станцией (б)

щп

Рис. 2. Фрагмент 3D-модели геотермальной станции и отапливаемого тепличного комплекса

отопительной системы, соединяющей тепличные комплексы с котельными установками.

При необходимости сравнения нескольких вариантов инвестиционных решений, как правило, используется метод приведенных затрат. При этом приведенные затраты включают текущие и капитальные вложения, требуемые для внедрения проекта [10].

Таким образом, для выбора наиболее эффективного варианта из нескольких будем использовать показатели сравнительной экономической эффективности, которые определяются по формуле приведенных затрат:

С + Е К ^ тт,

(1)

где С - себестоимость годового выпуска продукции, руб.; Ен - нормативный коэффициент экономической эффективности (принимается 0,1 [11]); К - капитальные затраты на мероприятие, руб.

При выборе коэффициента экономической эффективности учитывались следующие факторы:

• современная экономическая ситуация;

• характер инвестиций;

• отраслевая специфика проекта (сочетание альтернативной энергетики и сельского хозяйства, для которых коэффициент сравнительной экономической эффективности традиционно имеет самые низкие значения).

Наиболее эффективный вариант из нескольких возможных выбирается по минимуму приведенных затрат, при этом варианты должны быть сопоставимы по всем параметрам и во всех вариантах должен быть один и тот же объем производства продукции.

В себестоимости годового выпуска продукции для варианта отопления с газовой котельной необходимо учесть затраты на топливо для отопления теплиц (Зтг), а также расходы на обслуживание и эксплуатацию котельной (Зо6сшт), которые принимаются равными 2 % от общих капитальных вложений.

Согласно опубликованным данным [12] и представленному коммерческому предложению затраты при строительстве газовой котельной мощностью 8 МВт для отопления тепличного комплекса до 5 га, включая пуско-наладочные работы и коммуникации для подвода тепла к тепличному комплексу, составят 40200 тыс. руб. Соответственно, расходы на обслуживание и эксплуатацию котельной мощностью до 8 МВт составят:

40200 0,02 = 804 тыс. руб./год.

Таблица 1

Показатели затрат на отопление теплиц с помощью геотермальной энергии

№ п/п Показатель Значение, тыс. руб.

1 Вспомогательные материалы 150,00

2 Электроэнергия 3570,00

3 Обработка трубопроводной системы 75,00

4 Основная и дополнительная заработная плата производственного персонала 900,00

5 Отчисления на социальные нужды 270,00

6 Расходы на текущий и капитальный ремонт оборудования 350,00

7 Прочие расходы 250,00

Итого 5565,00

При втором варианте эти затраты будут отсутствовать, так как в этом случае будет использоваться собственная геотермальная энергия. Однако для второго варианта следует учесть затраты на обслуживание и эксплуатацию геотермальной станции (Зобс.гс), которые составляют 5635 тыс. руб./год (табл. 1). Соответственно, исходная формула для расчета сравнительной экономической эффективности примет следующий вид:

Зтг + Зобс.м,т + Е^ ^ :тт -

для котельной;

Зобс.гс + ЕНК2 ^ тп -

для геотермальной станции.

(2)

(3)

Проведем расчет затрат на газовое топливо для отопления 1 га теплиц. Согласно методике [13] расход тепла на отопление определяется следующей формулой:

0 = и^-К^КиЖ, - О, ккал/ч,

(4)

Таблица 2 Коэффициент инфильтрации

'вн, С ' ОС нар' ^

0 -10 -20 -30 -40

+18 1,08 1,13 1,18 1,24 1,30

+25 1,11 1,16 1,21 1,27 1,33

где Ь - коэффициент ограждения (принимается равным 1,3 [12]); Е - инвентарная площадь, тыс. м2; Ктп.пл - коэффициент теплопередачи поверхностей из пленки (принимается равным 5,02 ккал/(м2 ч) [11]); /вн - температура внутри сооружения (принимается равной: для овощных отделений +18 °С, для рассадных отделений +25 °С); /нар - средняя температура наружного воздуха наиболее холодных суток (принимается по СНиП 23-01-992); Кинф -коэффициент инфильтрации (табл. 2).

В нашем случае:

0 = 1,11,3 10 5,02 1,08 (18 + 3,8) = = 1690,12 тыс. ккал/ч.

При определении мощности котельной для получения значения теплопотерь рассчитывают количество нагревательных приборов в теплице в зависимости от принимаемой системы обогрева и подбирают количество и мощность котлов:

0КОТ = 1,1320, ккал/ч,

О =

РбкотСС" 'ср.н)т 3,

---, м /год,

(Г - / )0Р

V вн нар ^-«^н

2 СП 131.13330.2020 «СНиП 23-01-99* Строительная климатология».

3 СП 52.13330 «СНиП 23-05-95* Естественное и искусственное освещение».

температура за отопительный период в градусах (принимается по СНиП 23-01-99); 0 -низшая теплотворная способность топлива, тыс. ккал/м3 (принимается для газа равной 8 согласно ГОСТ 3 13 69-20 084); т - продолжительность отопительного периода, тыс. ч (принимается равной 4,32 с учетом количества дней работы станции в году). Для газа:

О =

1,3-1909,83 • (18-0) • 4,32

(5)

где 0кот - расчетная мощность котельной, ккал/ч; 1,13 - коэффициент, учитывающий потери тепла в тепловых сетях и собственные нужды котельной; - суммарное количество тепла на отопление всех сооружений и технологические нужды.

0кот = 1,13 1690,13 = 1909,83 тыс. ккал/ч.

Для определения годового расхода топлива используют следующую формулу:

(6)

(18 + 3,8) • 8 = 1107 тыс. м3.

Учитывая тариф на газ, равный 4,66 тыс. руб./1000 м3 (согласно данным ООО «Газпром межрегионгаз Грозный»5), получаем затраты на газовое топливо:

Зтг = 11074,66 = 5158,62 тыс. руб.

Таким образом, для газового отопления теплиц площадью 1 га потребуются 5158,62 тыс. руб. Следовательно, для отопления тепличного комплекса размером в 5 га необходимо:

5158,62 5 = 25793,10 тыс. руб.

При использовании геотермальной энергии, учитывая опыт строительства опытно-промышленной геотермальной станции в п. Пригородное Чеченской Республики и фактические затраты, произведенные в ходе реализации проекта, капитальные затраты на строительство ГСЦС составят около 149400 тыс. руб., из которых 124800 тыс. руб. -капитальные затраты на бурение двух скважин глубиной до 1000 м, 24600 тыс. руб. - затраты

где р - коэффициент запаса (принимаем равным 1,3 согласно актуализированной редакции СНиП 23-05-953); t - средняя наружная

4 ГОСТ 31369-2008 «Газ природный. Вычисление теплоты сгорания, плотности, относительной плотности и числа Воббе на основе компонентного состава».

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

5 См.: Приказ ООО «Газпром межрегионгаз Грозный» от 09.01.2020 № 4 «О цене на газ для населения ЧР на 2020 год». - https://www.groznyrg.ru/pdf/fiz/ 2_5380003672807703928_2020.pdf

на строительство и ввод в эксплуатацию теплового пункта мощностью 8,7 МВт.

С учетом полученных данных рассчитаем приведенные затраты для первого и второго вариантов:

Зтг + Зобс.кот + ЕНК, =

= 25793,10 + 804 + 0,1 40200 = = 30617,10 тыс. руб.;

Зобс.гс + Ен^К2 =

= 5565 + 0,1 149400 = 20505 тыс. руб.

Исходя из полученных результатов приведенные затраты при отоплении теплиц с помощью геотермальной энергии ниже, чем при применении газового топлива. Ежегодная экономия на примере тепличного комплекса размером в 5 га оценивается примерно в 10112,10 тыс. руб. Следует отметить, что с увеличением площади теплиц экономия будет увеличиваться практически пропорционально.

Представим результаты проведенного расчета в табл. 3. Видно, что относительно высокие капитальные вложения для строительства геотермальной станции, которые в рассмотренном варианте составили 149400 тыс. руб., по сравнению с капитальными затратами на строительство котельной компенсируются отсутствием ежегодных затрат на газовое топливо.

Также следует отметить, что затраты тепличного хозяйства при использовании газового отопления на практике будут еще больше, поскольку они включают и другие расходы, неучтенные при расчете сравнительной экономической эффективности, а именно: на электроэнергию для собственных нужд котельной, на оплату выбросов загрязняющих веществ котельной в атмосферу и др.

Еще одним аргументом в пользу отопления за счет геотермального тепла является то, что срок службы оборудования котельных не превышает 15 лет и по истечении указанного периода требуются повторные капитальные

вложения, в то время как срок службы геотермальных станций может составляет до 30 лет.

Однако, пожалуй, самым весомым аргументом является динамика показателей эффективности использования геотермальной энергии. Так, если в цифрах 2016 г. [8, 10] приведенные затраты по анализируемым способам отопления теплиц отличались на 11 %, то по состоянию на 2020 г. разница составляет уже более 32 % (см. табл. 3). В целом это отражает общий тренд в мировой энергетике, когда сравнительная эффективность использования возобновляемой энергии растет по сравнению с традиционными источниками энергетики.

На рассмотренном выше примере мощность источника отопления до 8 МВт для теплицы размером 5 га закладывается с учетом максимально возможных на юге России отрицательных температур (в разных регионах от -20 до -35 °С). Однако на практике средняя температура зимой в регионах колеблется от +5 до -10 °С. Так, в Пятигорске и Майкопе абсолютные минимумы, т.е. самые низкие из наблюдавшихся температур, равны минус 30 °С, а в Краснодаре - минус 33 °С.

Таким образом, большинство из 180 дней отопительного периода котельная или геотермальная станция работают в режиме от 30 до 50 % максимальной мощности. В таком случае вариант геотермальной станции в комплексе с газовой котельной, автоматически включающейся в процесс отопления только в случае необходимости (при наличии пиковых отрицательных температур), позволит эффективно и выгодно отапливать тепличный комплекс площадью в 1,5 раза больше.

Следовательно, геотермальная станция, характеризующаяся низкими эксплуатационными расходами, при наличии резервной котельной может отапливать большую площадь теплиц, и при этом включение котельной, предполагающее высокие эксплуатационные затраты, связанные с расходом газа,

Таблица 3

Сравненительая экономическая эффективность отопления теплиц с помощью природного газа и геотермальной энергии, тыс. руб.

Статья расходов Газ Геотермальная энергия

Топливо 25793,10 -

Обслуживание и эксплуатация основных средств 804,00 5565,00

Капитальные вложения 40200,00 149400,00

Приведенные затраты 30617,10 20505,00

происходит в редких случаях при наступлении пиковых морозов.

***

Показанные расчеты свидетельствуют об экономической целесообразности использования геотермальной энергии для тепличных хозяйств. Результаты исследований подтверждают опережающий рост эффективности использования возобновляемых источников энергии по сравнению с традиционными.

Использование природных источников тепла позволяет получать существенную экономию, а следовательно, снижать себестоимость сельхозпродукции. Высокие

капитальные вложения при строительстве геотермальной станции по сравнению с капитальными затратами на строительство котельной компенсируются отсутствием ежегодных затрат на газовое топливо. Высокие затраты на газовое топливо в расчете на гектар отапливаемой площади повышают экономическую привлекательность с увеличением размеров тепличных комплексов.

При этом строительство на юге России тепличных комплексов на, отапливаемых за счет геотермальных ресурсов в комбинированном варианте с газовой котельной, может повысить в полтора раза технико-экономическую привлекательность инвестиционных проектов.

Список литературы

1. Абдуазиз У.А. Создание энергоэффективной теплицы, отапливаемой тепловым насосом и за счет использования грунтового тепла /

У А. Абдуазиз // Экономика и социум. - 2018. -№ 3 (46). - С. 82-85.

2. Юдин А.И. Полезное использование уходящих дымовых газов от стеклоплавильных печей для нужд тепличных комплексов по выращиванию роз / А.И. Юдин, Р.И. Юдин // Международная научно-техническая конференция молодых ученых БГТУ им. В.Г. Шухова: сб. - Белгород: БГТУ им. В.Г. Шухова, 2016. - С. 2016-2018.

3. Brenn J. Comparison of natural gas driven heat pumps and electrically driven heat pumps with conventional systems for building heating purposes / J. Brenn, P. Soltic, Ch. Bach // Energy and Buildings. - 2010. - Т. 42. - С. 904-908.

4. Шит М.Л. Энергоснабжение промышленной теплицы с использованием теплового насоса с газовым приводом. Ч. 1 / М.Л. Шит,

А.М. Иойшер и др. // Проблемы региональной энергетики. - 2013. - № 2 (22). - С. 64-78.

5. Zaurbekov Sh.Sh. The results of the construction project design of a pilot geothermal station with a circulation loop of heat extraction at the Khankala deposit of the Chechen Republic / Sh.Sh. Zaurbekov, M.S. Mintsaev, A.A. Shaipov et al. // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. - 2015. -

Т. 6. - № 3. - С. 1941-1949.

6. Zaurbekov Sh.Sh. Prospects of multilevel use of geothermal resources of the Khankala deposit of the Chechen Republic // Sh.Sh. Zaurbekov, M.Sh. Mintsaev, A.A. Shaipov et al. // Information. - 2016. - Т. 19. - № 2. - С. 437-443.

7. Фархутдинов А.М. Термальные подземные воды восточно-предкавказского артезианского бассейна: экономические аспекты использования на примере Ханкальского месторождения / А.М. Фархутдинов,

И.Ш. Хамитов, С.В. Черкасов и др. // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. - 2017. - Т. 328. -№ 1. - С. 50-61.

8. Таймасханов Х.Э. Экономическая целесообразность использования геотермальной энергии для отопления теплиц / Х.Э. Таймасханов, Ш.Ш. Заурбеков,

М.Ш. Минцаев и др. // Фундаментальные и прикладные исследования: проблемы и результаты: сб. - Грозный: ГГНТУ, 2017. -С. 167-172.

9. Ilyukhin A.V. PCM of experimental-industrial geothermal station with circulating scheme of heat abstraction at Khankala deposit of the Chechen Republic / A.V. Ilyukhin, M.Sh. Mintsaev,

M.R. Isayeva et al. // Ecology, Environment and Conservation. - 2015. - Т. 21. - С. 39-42.

10. Демаков И.В. Совершенствование показателя приведенных затрат для экономической оценки инвестиционного проекта / И.В. Демаков, М.В. Новиков, И.А. Павлова // Современные проблемы науки и образования. - 2014. - № 6. -С. 472.

11. Агротехника выращивания огурцов в теплице на солнечном обогреве. Сорта огурца

для выращивания в теплице. - http://urozhayna-gryadka.narod.ru/ogurec_v_teplice.htm

12. Стоимость котельных. - http://www.itsintez.com/ stoimost-kotelnykh

13. Климов В.В. Расчет системы отопления культивационных сооружений: конспект лекций / В.В. Климов. - https://greentalk.ru/topic/2564

Feasibility study of applying geothermal resources for heating greenhouse complexes

M.Sh. Mintsayev1*, T.V. Yakubov1, M.A. Barzayeva1

1 Grozny State Oil Technical University named after acad. M.D. Millionshchikov,

Bld. 100, Kh.A. Isayev avenue, Groznyy, the Chechen Republic, 364051, Russian Federation

* E-mail: ranas@rambler.ru

Abstract. Authors substantiate efficient application of the geothermal energy for heating of the greenhouses versus heat generation through burning of a gas fuel being now a common resource for greenhouse business. Calculations carried out for two variants of heating schemes for a greenhouse complex of 5 hectares in area validated feasibility of the geothermal heat supply. To select the most efficient variant, the comparative performance indicators and a methodic procedure of reduced expenditures were used.

The named calculations demonstrated that the investments in construction of a geothermal station, which considerably exceeds the ones in construction of a boiler station, would be offset by the absence of annual expenditures for gas fuel, repair and maintaining works.

In fine, authors concluded that the most favorable and feasible variant for a greenhouses was the combined heating from a geothermal and a natural-gas sources.

Keywords: renewable energy sector, geothermal resources, geothermal heating, heating of greenhouses, feasibility study.

References

1. ABDUAZIZ, U.A. Establishment of energy efficient greenhouse heated by thermal pump and for account of use of soil heat [Sozdaniye energoeffektivnoy teplitsy, otaplivayemoy teplovym nasosom i za schet ispolzovaniya gruntovogo tepla]. Ekonomika iSotsium [online], 2018, no. 3(46), pp. 82-85, ISSN 2225-1545. (Russ.).

2. YUDIN, A.I., R.I. YUDIN. Beneficial utilization of exhaust gases released by glass-melting furnaces in favor of greenhouse complexes aimed at cultivation of roses [Poleznoye ispolzovaniye ukhodyashchikh dymovykh gazov ot stekloplavilnykh pechey dlya nuzhd teplichnykh kompleksov po vyrashchivaniyu ros]. In: International scientific-engineering conference of young scientists from the Belgorod State Technological University named after V.G. Shukhov: collected papers. Belgorod: Belgorod State Technological University named after V.G. Shukhov, 2016, pp. 2016-2018. (Russ.).

3. BRENN, J., P. SOLTIC, Ch. BACH. Comparison of natural gas driven heat pumps and electrically driven heat pumps with conventional systems for building heating purposes. Energy and Buildings, 2010, vol. 42, pp. 904-908, ISSN 0378-7788.

4. SHIT, M.L., A.M. IOYSHER, et al. Power supply of an industrial greenhouse using a heat pump with a gas driv [Energosnabzheniye promyshlennoy teplitsy s ispolzovaniyem teplovogo nasosa s gazovym privodom]. Pt. 1. ProblemyRegionalnoyEnergetiki, [online], 2013, no. 2(22), pp. 64-78, ISSN 1857-0070. (Russ.).

5. ZAURBEKOV, Sh.Sh., M.S. MINTSAEV, A.A. SHAIPOV, et al. The results of the construction project design of a pilot geothermal station with a circulation loop of heat extraction at the Khankala deposit of the Chechen Republic. Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences [online], 2015, vol. 6, no. 3, pp. 1941-1949, ISSN 0975-8585.

6. ZAURBEKOV, Sh.Sh., M.S. MINTSAEV, A.A. SHAIPOV, et al. Prospects of multilevel use of geothermal resources of the Khankala deposit of the Chechen Republic. Information, 2016, vol. 19, no. 2, pp. 437-443, ISSN 1343-4500.

7. FARAKHUTDINOV, A.M., I.Sh. KHAMITOV, S.V. CHERKASOV, et al. Thermal subsoil waters of Eastern-Pre-Caucasus artesian basin: economical aspects of application as exemplified by Khankalskoye field [Termalnyye podzemnyye vody vostochno-predkavkazskogo artezianskogo basseyna: ekonomicheskiye aspekty ispolzovaniya na primere Khankalskogo mestorozhdeniya]. Izvestiya Tomskogo Politekhnicheskogo Universiteta. Inzhiniring Georesursov, 2017, vol. 328, no. 1, pp. 50-61, ISSN 2500-1019. (Russ.).

8. TAYMASKHANOV, Kh.E., Sh.Sh. ZAURBEKOV, M.Sh. MINTSAYEV, et al. Feasibility of geothermal energy application for heating greenhouses [Ekonomicheskaya tselessoobraznost ispolzovaniya geotermalnoy energii dlya otopleniya teplits]. In: Fundamental and applied studies: challenges and results [Fundamentalnyye i prikladnyye issledovaniya: problem i rezultaty]: collected book. Groznyy: Grozny State Oil Technical University named after acad. M.D. Millionshchikov, 2017, pp. 167-172. (Russ.).

9. ILYUKHIN, A.V., M.Sh. MINTSAEV, M.R. ISAYEVA, et al. PCM of experimental-industrial geothermal station with circulating scheme of heat abstraction at Khankala deposit of the Chechen Republic. Ecology, Environment and Conservation, 2015, vol. 21, pp. 39-42, ISSN 0971-765X.

10. DEMAKOV, I.V., M.V. NOVIKOV, I.A. PAVLOVA. Perfecting indicator of reduced expenditures for economical assessment of an investment project [Sovershenstvovaniye pokazatelya privedennykh zatrat dlya ekonomicheskoy otsenki investitsionnogo proyekta]. Sovremennyye Problemy Nauki i Obrazovaniya [online], 2014, no. 6, pp. 472, ISSN 2070-7428. (Russ.).

11. Agricultural methods of cucumbers growing in a solar-heating greenhouse. Cucumber sorts suitable for greenhouse growing [Agrotekhnika vyrashchivaniya ogurtsov v teplitse na solnechnom obogreve. Sorta ogurtsa dlya vyrashchivaniya v teplitse] [online]. Available from: http://urozhayna-gryadka.narod.ru/ogurec_ v_teplice.htm. (Russ.).

12. Cost of boiler-stations [Stoimost kotelnykh] [online]. Available from: http://www.itsintez.com/stoimost-kotelnykh. (Russ.).

13. KLIMOV, V.V. Design of a heating system for growing houses [Raschet sistemy otopleniya kultivatsionnykh sooruzheniy]: compendium of lectures. Available from: https://greentalk.ru/topic/2564. (Russ.).

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.