Мечты о волшебной «безвредной» энергии по-прежнему остаются мечтами. Активная работа множества исследователей в этой области приводит к положительным результатам, но достичь идеального источника энергии пока не удалось. В Исландии удалось максимально приблизиться к такому, что предсказуемо – ведь остров имеет мощнейший двигатель под собой.
Описание острова
«Остров огня и льда». На живописных фотографиях сказочного острова можно часто встретить яркую картину столкновения огненно-красной лавы и белоснежного льда. Дело в том, что Исландия венчает собой самую великую горную систему на планете – Срединно-Океанический хребет. Если посмотреть на дно Атлантического океана, то почти по центру его «прорезает» огромное горное образование, которое тянется от Антарктиды до самой Арктики, словно массивная полоса на теле арбуза.
В этой области наблюдается расхождение тектонических плит. Ученые считают, что в центральной части хребта происходят примерно те же процессы, что происходили на Земле в период ее образования. К сожалению, их изучение затруднено высокими температурами и сложным химическим составом воды на границе плит.
Исландия является частью хребта, выступающей над уровнем океана. Здесь распространены такие типы вулканов, которых практически нигде нет. Яркий пример – вулкан Лаки. Это крупнейший щитовидный вулкан мира, который представляет собой 25-километровую трещину в коре, через которую периодически и вытекает раскаленная лава.
Гейзеры, вулканы и зоны выхода подземных газов — жители Исландии в прямом смысле живут на вулкане. Заселив остров примерно в IX веке, викинги стремительно свели скудную арктическую растительность на нет. А вот восстановление природы в зоне вечной мерзлоты занимает во много раз больше времени, чем в средних широтах. С течением времени внимание жителей к своему острову возросло. Для обеспечения жизни тут стали применять уголь и горючие ископаемые. Только вот беда — здесь их почти нет.
И если бы не кризис 1970-х годов, который «толкнул» цену нефти вверх, то неизвестно, как бы сейчас жила страна. С этого периода началось активное изучение и практическое применение технологий, использующих альтернативную энергию.
В результате – что мы имеем сейчас:
1. 99% энергии на острове вырабатывается с помощью возобновляемых источников энергии (75% гидроэнергия, примерно 25% – геотермальная энергия).
2. Исландские специалисты участвуют в разработке и строительстве крупнейших геотермальных станций в мире.
3. Страна — один из лидеров в производстве энергии на душу населения.
Геотермальная энергетика: общая схема
В условиях Исландии добыча энергии из земных недр является одним из актуальных способов достижения «энергонезависимости». На острове скорость расхождения плит достигает 2 см в год, что приводит к непрекращающейся вулканической деятельности. Из 150 вулканов на острове около 40 активно действующие.
20 геотермальных полей острова являются естественными источниками энергии, которые и подтолкнули человека к идее развития ГеоЭС.
Принцип предельно прост: осадки просачиваются сквозь пористую горную породу вглубь, где постепенно нагревается и обращается в пар. В таком состоянии вода активно вырывается наружу, радуя туристов гейзерами.
Именно так и работает геотермальная энергетика на благо человека. В общем виде, это выглядит так:
1. Определяется место будущей электростанции. Для этого проводится анализ термического состояния участка и особенностей выполнения работ на нем.
2. Выполняет бурение скважины. В обычном виде градиент роста температуры по мере погружения составляет 1 градус на 36 метров. В активных зонах этот показатель значительно выше.
3. В скважину погружают систему труб, по которым подается вода.
4. Вода нагревается и выходит уже в виде пара, который двигает турбину, вырабатывая электричество.
Все просто и гениально! Существуют вариации организации выработки энергии, но это другой вопрос.
Такие станции распространены по всему миру. Наиболее выгодно строительство ГеоЭС на краях плит, где доступ к энергии Земли прост и эффективен.
Применение энергии планеты исландцами
Первые скважины на геотермальных полях стали возникать почти 200 лет назад, примерно в тот момент, когда в России отменили крепостное право. А в 1907 году безымянный фермер смог направить пар в созданную цементную трубу, которая обогревала его дом. В 1909 году удалось отапливать дом с помощью подземной воды.
Сейчас геотермальная энергия имеет 2 способа применения:
1. Отопление помещений (при котором вода закачивается непосредственно в трубы домов).
2. Выработка энергии (работа мощных энергоблоков).
Глубина эксплуатируемых скважин изменяется от 200 метров до 2 км.
«Когда под ногами находится такой объем энергии и уже есть отработанная технология работы по ее использованию, то почему бы не реализовывать смелые проекты?»
Вот как-то так рассуждали исландские инженеры, когда создали системы отопления тротуаров. С помощью системы прочных труб (по аналогии с «теплым полом») пешеходные тротуары и дороги для машин остаются постоянно сухими. Геотермальная энергия позволяет растапливать выпадающий снег и освобождает от работы дворников.
В начале ХХ века Исландия являлась одной из беднейших стран мира. Сегодня без нее не обходится ни один рейтинг лучших государств для проживания. В этом немаловажная роль геотермальной энергетики. Всего за 30 лет страна перешла с 80% потребления угля и нефти на такое же потребление альтернативных источников.
Постоянное развитие технологий приводит к достижению новых результатов. С 2000 года идет активное развитие Исландского проекта глубинного бурение, который позволит повысить эффективность использования энергии.
Не сказать, чтобы Исландия пришла к такому подходу исключительно из-за заботы об окружающей среде. Просто правительство и жители стали использовать имеющиеся преимущества оптимальным образом, что привело страну к такому энергетическому успеху!
Конечно, геотермальная энергетика не так безвредна: в процессе работы также есть некоторое количество выбросов; бурение скважин приводит к разрешению грунта. Но эффективность и экологичность такого источника энергии неоспорима.
С 2011 года Россия активно сотрудничает с Исландией, перенимая их опыт и активно внедряя технологии на Камчатке.
Дмитрий Шевко