Jedno ze źródeł energii, które może zastąpić wyczerpujące się zasoby ropy i gazu ziemnego, znajduje się tuż pod naszymi stopami - ciepło głębokich skał.
Ludzie nauczyli się go wydobywać we wczesnych latach sześćdziesiątych, ale sprawy nie wykraczają poza eksperymentalne stacje petrotermalne. Postęp utrudniają nie tylko wysokie koszty projektów i trudności technologiczne, ale także negatywna opinia publiczna.
Zakłócona reakcja podłoża
W 2005 r. Rozpoczęto wiercenia w okolicach Bazylei w Szwajcarii w celu wydobycia energii z gorących granitów. Technologia wymagała kruszenia skał na głębokości pięciu kilometrów.
Aby to zrobić, do studni wpompowano ciecz pod wysokim ciśnieniem, co dosłownie rozbiło granity i uczyniło je przepuszczalnymi dla wody. Ta metoda nazywana jest szczelinowaniem hydraulicznym i jest stosowana na polach naftowych w celu „ożywienia” zubożonego odwiertu.
Przez następne sześć dni, podczas pompowania płynu, w okolicy wystąpiły trzęsienia ziemi o sile 3 i większej. Wstrząsy odczuli lokalni mieszkańcy. Rozpoczęły się protesty, a wielomilionowy projekt został ostatecznie zarzucony.
Podobna sytuacja miała miejsce w Niemczech - w Landau i Unterhaching, gdzie działają elektrownie geotermalne. W 2009 roku odczuwano tam mikrotrzęsienia ziemi. Ale mimo protestów aktywistów projekty nie zostały zamknięte, nadal działają.
Film promocyjny:
Indukowane trzęsienia ziemi w rejonie elektrowni petrotermalnych.
Entuzjazm uderzył w ziemię
Energia petrotermalna jest jednym z najbardziej obiecujących obszarów, które według naukowców zastąpią energię z paliw kopalnych.
W przeciwieństwie do ropy i węgla, które muszą być nie tylko wydobywane, ale także transportowane, a nawet przetwarzane, ciepło Ziemi można wykorzystać bezpośrednio.
Z powodu rozpadu radioaktywnego w jądrze planety jelita są podgrzewane do wysokiej temperatury. Z tym zjawiskiem borykają się górnicy.
Na głębokości trzech kilometrów temperatura może dochodzić do 150, a na dziesięciu kilometrów - do trzystu stopni Celsjusza. Ciepło w jelitach jest stałe, nie zależy od pogody i innych warunków zewnętrznych. W przeciwieństwie do gorących źródeł, gejzerów czy suchej pary, które są rzadkie i zwykle znajdują się w strefach aktywnego wulkanizmu, z dala od konsumentów, gorące skały są wszędzie na planecie.
Dotarcie do nich nie stanowi problemu, ponieważ technologie głębokiego wiercenia są dobrze ugruntowane na świecie.
Aby wydobyć ciepło z ziemi, musisz wywiercić dwie studnie. Woda (chłodziwo) jest pompowana do jednej, która wnika w szczeliny lub pory skał na głębokości i nagrzewa się. Gorąca ciecz unosi się do drugiej studni (produkcja). Pomysł ten został zaproponowany przez Konstantina Ciołkowskiego pod koniec XIX wieku, a radziecki geolog Władimir Obruchev szczegółowo opisał go w opowiadaniu „Kopalnia ciepła”.
Elektrownia petrotermalna.
Petroenergia działa nawet wtedy, gdy podłoże nie jest wystarczająco gorące, na przykład ich temperatura wynosi około 80 stopni. W tym przypadku stosuje się cykl binarny: przez wymiennik ciepła ciepło ze studni jest przekazywane do freonu lub ciekłych węglowodorów - cieczy niskowrzącej.
Wytworzona para jest podawana do turbiny wytwarzającej energię elektryczną.
Ta technologia wystarczy, aby na zawsze zapewnić ludzkości energię - mówi akademik Siergiej Aleksiejenko z Instytutu Termofizyki. S. S. Kutateladze SB RAS.
Opinia publiczna nakazuje postęp
Pierwsza stacja petrotermalna została zbudowana we Francji w 1963 roku. W 1977 roku w USA, w pobliżu laboratorium Los Alamos, po raz pierwszy zastosowano szczelinowanie hydrauliczne podczas budowy podobnego zakładu.
Obecnie na świecie są 22 stacje petrotermalne, większość w Europie. Spośród nich 14 wytwarza energię elektryczną, reszta służy do ogrzewania. Tylko jeden projekt, Soultz-sus-Forets we Francji, dostarcza energię elektryczną do sieci.
Technologia napotyka wiele wyzwań. Po pierwsze, głębokie wiercenie jest kosztowne. To pochłania większość budżetu projektu. Po drugie, szczelinowanie hydrauliczne ma konsekwencje dla środowiska: od naruszenia gleby i zanieczyszczenia wód gruntowych po sztuczne trzęsienia ziemi.
Stała cyrkulacja gorącej solanki przez studnię przyczynia się do jej szybkiego zarastania i zużycia sprzętu.
Ponadto skały krystaliczne zawierają wiele zanieczyszczeń, często toksycznych, łatwo rozpuszczalnych soli, z których wszystkie trafiają do chłodziwa. Istnieje problem z jego utylizacją, a także ryzyko zanieczyszczenia środowiska.
Jak dotąd energia petrotermalna nie rozwija się bardzo aktywnie. Eksperci zauważają, że nie przeszedł jeszcze etapu naukowego. Każda ciepłownia głębinowa jest wyjątkowa i wymaga ciągłych badań.
Opinia publiczna jest przeciwna tej technologii, a także przeciwko energii jądrowej i wiatrowej, składowaniu dwutlenku węgla na półkach. Niemniej naukowcy nie tracą nadziei i przewidują wzrost jego udziału w globalnej produkcji energii do końca XXI wieku.
Tatiana Pichugina
