Нагретая порода

КАНБЕРРА – Спросите у любого инженера систем энергоснабжения о возобновляемых источниках энергии, и вам, скорее всего, ответят, что они не обеспечивают «базисной» энергии. Другими словами, нельзя рассчитывать на то, что возобновляемые источники энергии будут обеспечивать энергией 24 часа в день, семь дней в неделю: ветер не вращает все время турбины на возвышенности, солнце не питает солнечные электростанции ночью, и даже электроэнергия, вырабатываемая ГЭС, может закончиться, если перестанут идти дожди.

Изначально непредсказуемый характер основных технологий возобновляемой энергии представляет серьезные проблемы для проектировщиков электростанций. Эта особенность ограничивает степень полезного вливания этих видов возобновляемой энергии в мировую сеть электроснабжения. В конце концов, потребители хотят бесперебойной подачи электроэнергии.

Техническое решение заключается в содержании большого количества базисных электростанций в качестве основного источника генерирования смешанной энергии и дополнении ее «пиковыми установками», которые могут подключаться к линиям электропередач при необходимости. Эта пиковая мощность используется на гидроэлектростанциях в некоторых странах, однако обычно она базируется на сжигании таких ископаемых видов топлива, как газ, дизельное топливо или мазут.

Базисная электроэнергия также преимущественно получается из ископаемых видов топлива. Около 39% мировой электроэнергии получают от сжигания угля. В некоторых странах решение искали в атомных электростанциях, однако запасы высококачественного ядерного топлива в мире ограничены, а долговременные затраты по хранению отходов и выводу станций из эксплуатации очень высоки.

Таким образом, задача заключается в уменьшении нашей текущей зависимости от ископаемых и ядерных видов топлива в базисных электростанциях. Решение этого вопроса может быть у нас под ногами.

Земля – это необычайно горячая планета. На глубине шесть тысяч километров в ядре планеты температура сравнима с температурой на поверхности солнца. Даже на небольшой глубине часто можно найти полезную температуру для производства электроэнергии. Эта «традиционная» геотермальная энергия использовалась для получения надежной базисной энергии на протяжении более 100 лет, а также используется и сегодня во многих станах, таких как Италия, Исландия, Япония, Новая Зеландия и на западе США.

Secure your copy of PS Quarterly: Age of Extremes
PS_Quarterly_Q2-24_1333x1000_No-Text

Secure your copy of PS Quarterly: Age of Extremes

The newest issue of our magazine, PS Quarterly: Age of Extremes, is here. To gain digital access to all of the magazine’s content, and receive your print copy, subscribe to PS Premium now.

Subscribe Now

Технология хорошо отлажена, и история надежного производства электроэнергии насчитывает более 9000 мегаватт генерирующих мощностей. Однако традиционная геотермальная электроэнергия требует естественного источника большого количества пара или горячей воды, а такие источники, как правило, находятся в вулканических районах, что исключает их использование в большинстве стран мира.

Больший интерес для удовлетворения человеческих нужд в широкодоступной, чистой базисной электроэнергии представляет нетрадиционная геотермальная энергия под названием «сухая нагретая порода» или СНП (HDR). В случае с СНП, полезное тепло находится в скальных породах на глубине всего нескольких километров от поверхности Земли. Однако ввиду отсутствия естественного пара или горячей воды для вывода энергии на поверхность необходимо инженерное решение этой проблемы, и за последние 35 лет на разработку подобного приспособления во всем мире было затрачено более 600 миллионов долларов США.

Концепция заманчиво проста: нужно пробурить всего две скважины глубиной в пять километров, в одну из них залить холодную воду, пропустить через горячую породу, а затем вернуть на поверхность, где энергию заберет электростанция. Затем снова залить уже охлажденную воду для еще одного прохождения через подземное пространство. На поверхность будет доставляться только тепло, а все остальное будет снова заливаться внутрь, что сделает технологию безотходной.

Тем не менее, именно экономика в конечном итоге будет определять долговременное использование геотермальной СНП, поскольку бурение глубоких скважин – дорогостоящий процесс, и эти затраты необходимо сделать, прежде чем электростанции начнут вырабатывать электроэнергию. Чем ближе к поверхности находятся источники тепла и чем дешевле капитал, тем более конкурентоспособным будет проект СНП. Растущая стоимость ископаемых и расщепляющихся видов топлива делает проект СНП все более привлекательным, поскольку долговременное использование геотермальной энергии эффективно защищено от изменения цены на топливные ресурсы.

Запасы сухой нагретой породы доступны всем, и большое количество тепла находится в пределах досягаемости во многих местах. Однако разработка и инжиниринг СНП представлял сложную задачу, и только сейчас стали появляться первые электростанции. Небольшая электростанция работает в Ландо, Германии, и еще несколько строятся во Франции и Австралии.

Эти первые электростанции должны будут предоставить данные по работе и финансовой эффективности, которые необходимы для того, чтобы геотермальная энергия СНП начала оказывать воздействие на мировых поставщиков энергии. Переустройство электростанций будет дорогостоящим мероприятием, несмотря на разные используемые технологии, и, поэтому, выбранные системы должны быть надежными и широкодоступными.

Дорога к геотермальной энергии СНП была долгой и дорогостоящей, однако, как и все развивающиеся технологии, прежде чем последует коммерческая выгода, необходимо провести базовые исследования и сделать усовершенствования. Те электростанции, которые сегодня строятся, подают большую надежду на широкое использование геотермальной энергии для генерирования экологически чистой базисной электроэнергии.

https://prosyn.org/CPZqNkaru