Тепло Земли. Исландия обогреет жилые дома магмой вулканов
В зоне старых лавовых потоков исландского полуострова Рейкьянесе с августа 2016 г. бурят скважину пятикилометровой глубины. Работы планируют завершить до конца года. Разработчики рассчитывают, что доберутся до магмы, а температура в скважине достигнет 1000 градусов Цельсия. Это тепло и собираются использовать авторы проекта Iceland Deep Drilling Project (IDDP) для получения энергии.
Хотя идея использовать тепло планеты для производства энергии далеко не нова, на сегодня лишь два десятка стран применяют геотермальные технологии. Основной источник такой энергии — постоянный поток тепла из раскаленных недр. Ближе всего к поверхности земной коры такие источники находятся в районах активной вулканической деятельности. В отличие от ископаемых ресурсов, которые исчерпываются, или энергии приливов, для которых характерна периодичность, энергия Земли практическая неиссякаема и не зависит ни от погоды, ни от времени суток.
Как правило, речь идет о прямом использовании тепла — в глубинных скважинах монтируют водопровод, а полученную горячую воду используют, к примеру, для отопления жилых зданий и теплиц. В Исландии, кстати, за счет геотермальной энергии отапливаются почти все жилые помещения. Еще один вариант использования тепла Земли: турбину динамо-машины на электростанции вращает нагретый пар, поднимающийся из пробуренной скважины. Первая такая электростанция была построена еще в 1913 г. в итальянском Лардерелло. Сегодня на этот регион приходится около 10% электроэнергии, генерируемой за счет геотермальных источников в мире.
В подавляющем большинстве случаев речь идет об использовании открытых источников типа гейзеров. Между тем энергетический потенциал магмы — расплавленной массы, расположенной ниже земной коры, — ученые оценивают в тысячи раз выше, чем существующие запасы нефти и газа. Однако до недавнего времени разговоры о получении энергии посредством использования температуры магмы не выходили за пределы экспериментов. Все упиралось в экономическую целесообразность.
В 2009 г. на северо-востоке Исландии начали бурить первую скважину в рамках IDDP. Целью авторов проекта, задуманного в начале 2000-х, было изучение слоев Земли на большой глубине. Главный интерес состоял в исследовании так называемой сверхкритической воды или жидкости. По мнению ученых, на глубине нескольких километров температура воды достигает 400-600°С, но за счет давления расположенных вокруг нее пород вода даже при такой температуре не испаряется и не закипает. В ходе бурения скважины уже на глубине 2100 м корпус бура достиг раскаленной магмы, и оказалось, что температура в скважине составляла 900-1000°С. Из-за обвалов дальнейшие исследования пришлось прекратить. Однако даже пробный запуск показал, что мощность такой скважины в десятки раз превышает мощности обычной геотермальной скважины.
Предполагается, что новая скважина, бурение которой начали в августе, углубится в землю на 5 км. Она станет самой глубокой и самой горячей геотермальной скважиной в мире. Планируется, что скважина будет выдавать мощность 50 МВт, тогда как мощность обычной геотермальной скважины составляет около 5 МВт.
Впрочем, использование возобновляемых источников топлива связано со значительными рисками. Ученым и инженерам предстоит тщательно разработать план борьбы с коррозией, которая стала одной из причин прекращения предыдущего проекта. Кроме того, в раскаленной породе могут находиться сероводород, мышьяк и другие соединения, в определенных концентрациях представляющие опасность для человека Таким образом, все геотермальные колодцы следует надежно изолировать от грунтовых вод.
Если исландский проект окажется удачным, перспективы развития геотермальной энергетики могут выйти на новый уровень не только в Исландии, но и в других странах мира.
