В чем выгода и сложности использования геотермальной энергии и что выходит с водой, контактирующей с магмой на глубине 5 км, рассказывает «Газета.Ru». Исландия бурит самую глубокую и горячую скважину в мире, чтобы завладеть энергией магмы.
Создатели проекта обещают на порядок повысить мощность электростанций, работающих на энергии земных недр. Это будет геотермальная станция принципиально новоиспеченного типа. В Исландии пробурят глубокую скважину для использования энергии расплавленной магмы.
На втором месте после них находится геотермальная энергетика. В сегодняшнее время в Исландии полностью отказались от использования ископаемого топлива в качестве источника электроэнергии. 75% всего электричества в краю вырабатывают гидроэлектростанции. Это стало возможным, потому что Исландия фактически представляет собой часть Срединно-Атлантического хребта, которая выступает над степенью моря.
Последние, кстати, часто служат своеобразными «оазисами жизни» на морском дне. Районы срединно-океанических хребтов обыкновенно имеют повышенную вулканическую активность. Здесь часто происходят землетрясения, а в местах, где горячая мантия подходит наиболее вблизи к поверхности, встречаются гидротермальные источники. Это область расхождения тектонических плит, расположенная на дне Атлантического океана.
Из-за того что остров размещён в районе активного вулканизма, Исландия богата гидротермальными источниками. Их энергию и используют геотермальные станции. Турбину динамо-машины вертит нагретый пар, поднимающийся из пробуренной скважины. Например, самая крупная геотермальная станция на острове Обычно каждая станция кормит множество скважин.
— станция Хедлисхейди мощностью в 303 МВт — имеет 50 скважин.
Его задача — рассмотреть вероятные пути реализации и экономические перспективы электростанций, использующих гидротермальную сверхкритическую жидкость в качестве источника энергии. Также горячие подземные ключи используются в Исландии для отопления помещений.
Проект Iceland Deep Drilling Project («Исландский проект глубокого бурения», IDDP) был создан в 2000 году. Она размещена около вулкана Хенгидль. Это совместный проект Национальной энергетической администрации Исландии и четырех ведущих исландских энергетических компаний — Hitaveita Sudurnesja, Landsvirkjun, Orkuveita Reykjavíkur и Mannvit Engineering.
Сверхкритическая жидкость, или флюид, — это состояние вещества, при каком исчезает различие между его жидкой и газообразной фазами.
Она переносит значительно большее количество тепловой энергии по сравнению с жидкостью или газом. Вода в таком состоянии как раз встречается бездонно под землей в районах с повышенной вулканической активностью.
2 августа этого года участники IDDP начали бурение сверхглубокой геотермальной скважины в зоне полуострова Рейкьянес.
Предполагается, что ее глубина достигнет 5 км к концу года. На такой глубине подземные воды как раз находятся в состоянии флюида или сверхкритической жидкости, с температурой от 400 до 1000°С.
Это гораздо рослее, чем температура пара, с которой имеет дело обычная геотермальная станция. «Бурение проходит на береговой части Срединно-Атлантического хребта, — поясняет заместитель директора Hitaveita Sudurnesja Альберт Альбертссон, — на подобный глубине вулканическая магма встречает и нагревает морскую воду, попавшую под океаническое дно».
На этой глубине давление составляет возле 200 атмосфер, что вносит дополнительные сложности в проект.
Это источники горячей воды с очень высоким содержанием минералов, какая под давлением в сотни атмосфер выбрасывается из-под морского дна. Источник выброса заключен в цилиндрический остов, иногда превышающий вышину в 10 м. «Курильщики» были открыты в 1977 году во время погружения батискафа «Алвин». «Люд и раньше бурили скважины на такую глубину, но раньше они никогда не имели дело с подземной сверхкритической жидкостью», — сообщает Альбертссон. Он также предполагает, что в процессе бурения могут быть обнаружены подземные аналоги «Черных курильщиков».
Новоиспеченная скважина будет самой глубокой и самой горячей геотермальной скважиной в мире.
Это значительно выше мощности обычной геотермальной скважины, мощность какой около 5 МВт. «То есть энергией уже будет обеспечено не 5 тыс., а 50 тыс. домов», — поясняет Альбертссон. Планируется, что она будет выдавать мощность 50 МВт.
Сейчас материалы новой скважины рассчитываются на долгосрочное использование. Скважина была закрыта из-за проблем, связанных с коррозией, но на тот момент это была самая мощная (30 МВт) в вселенной скважина. Тогда горячее подземное вещество использовалось для нагрева воды, подаваемой на глубину с поверхности. В 2009 году в зоне геотермального поля Крабла на северо-востоке острова была пробурена скважина глубиной 2 км (IDDP-1). Пятикилометровая скважина — это не первоначальный подобный проект в Исландии. Изначально планировалось достичь глубины 4 км, но процесс пришлось прекратить, когда бур уперся в слой магмы.
Сверхглубокую скважину бурят не на порожнем месте. Если проект IDDP-2 окажется экономически выгодным, то ученые рассчитывают серьезно увеличить долю геотермальной электроэнергии на базаре Исландии. В рамках проекта было принято решение углубить уже существующую на полуострове Рейкьянес скважину RN-15.
Дело в том, что в веществе, какое поднимается из земных недр, часто содержатся сероводород, мышьяк и другие соединения, которые могут быть ядовиты при вящих концентрациях. Кстати, несмотря на экономию ископаемого топлива при использовании геотермальных источников энергии, необходимо соблюдать некоторые меры предосторожности, чтобы не навредить экологии. Чтобы снизить негативное воздействие на натуру и избежать загрязнения грунтовых вод, геотермальные колодцы, пробуренные на большую глубину, должны быть «одеты» в каркас из сделались и цемента.
В Исландии 90% домов отапливаются геотермальными источниками. По данным Международной геотермальной ассоциации (IGA), в 2010 году во всем вселенной за счет тепла подземных недр было выработано 10,7 тыс. МВт электроэнергии.
В последние годы наблюдается рост доли геотермальной энергии в Исландии, на Филиппинах и в Сальвадоре до 25–30%.
Порядочные усилия по освоению подземных источников тепла были предприняты в Европе, Австралии, США и Японии, но результаты были более скромными, а стоимость полученной энергии вышла довольно высокой.
Старейшая геотермальная электростанция на территории России введена в эксплуатацию в 1966 году. Она расположена в Паужетском геотермальном месторождении в юго-западной доли Камчатского полуострова. Сегодня в России на Камчатке 40% потребляемой энергии вырабатывается на геотермальных источниках.
