Тепло Земли

В отличие от периодически стихающего ветра и прячущегося за тучами солнца, тепло земных недр ― один из самых надежных источников возобновляемой энергии. Какие технологии для его извлечения используются сегодня, а какие только ожидают своей очереди?

Почему недра нашей планеты вырабатывают тепло – доподлинно неизвестно. Все предположения на этот счет основаны на косвенных данных. Большинство ученых связывают это с распадом радиоактивных элементов в глубоких слоях земной коры и мантии. Так или иначе, температура горных пород увеличивается с глубиной. Прирост температуры составляет 2,5–3 °C на каждые 100 м. Технологий извлечения этого тепла для использования его в хозяйственных целях на сегодняшний день две – гидротермальная и петротермальная.

#INNER0#

Гидротермальная энергия

Принцип работы самой распространенной геотермальной технологии заложен в самом ее названии – в качестве источника энергии здесь используется тепло грунтовых вод. Большинство ГеоТЭС в мире функционируют следующим образом: горячая вода (свыше 100 °С) поднимается по скважине вверх и нагнетается в испаритель. Образовавшийся пар приводит в движение турбину электрогенератора. Отработанная и охлажденная вода закачивается обратно по другой скважине, где вновь нагревается. Помимо производства электричества, геотермальные источники могут использоваться для отопления. Преимущества такой технологии очевидны: во-первых, это неиссякаемый источник энергии, не зависящий от времени суток, сезона и погоды. Во-вторых, при соблюдении всех нормативов она не наносит вреда окружающей среде. Но есть у нее и свои недостатки: относительная дороговизна строительства ГеоТЭС, вредные примеси в составе подземных вод, из-за которых такую воду нельзя использовать, а можно лишь закачивать обратно в скважину. Но главное – строительство ГеоТЭС целесообразно в ограниченном числе регионов, где геотермальные источники залегают на приемлемой глубине. Главным образом это сейсмически активные зоны планеты: Исландия, Камчатка, Курильские, Японские и Филлипинские острова.

#INNER1#

Петротермальная энергия

Избежать большинства вышеперечисленных недостатков можно, используя петротермальную технологию, или, как ее еще именуют – Enhanced geothermal system (улучшенные геотермальные системы). В отличие от гидротерма, источником энергии здесь служат не грунтовые воды, а непосредственно горячая глубинная порода, расположенная на глубине от трех до шести километров. Все остальные элементы системы остаются прежние – через скважину под высоким давлением в породу подается холодная вода, нагревается, поднимается наверх и приводит в движение турбину. Применять такой метод можно примерно на 20% территории Земли, а не только там, где есть выходы геотермальных источников. Однако и у этой технологии есть немало технических трудностей. Прежде всего, бурить скважину глубиной 5–6 километров очень дорого. Достаточно сложен и процесс закачивания воды на такие глубины. Кроме того, сами скважины подвержены деформации в случае подвижек земной коры.

В одной из самых развитых с точки зрения альтернативной энергетики стран – США, – пока реализуется лишь один масштабный петротермальный проект. Компания AltaRock Energy строит такую станцию на базе вулкана Ньюберри в штате Орегон. В нашей же стране улучшенные геотермальные системы – дело отдаленного будущего.

#INNER2#