Геотермальна енергія, як правило, знаходиться поблизу діючих вулканів.
Ерік Габа, CC BY-SA

Ісландія ось-ось поступить у воду так жарко, як лава. За кілька кілометрів під землею буде бурова установка на ім’я Тор незабаром проникнуть область навколо магматичної камери, де розплавлений камінь із внутрішньої Землі нагріває воду, що просочилася через морське дно. Ця вода - до 1,000 ° C і насичена корозійними хімічними речовинами - врешті пройде на поверхню, і її тепло перетвориться на корисну енергію.

Це величезна інженерна проблема, яка може спричинити нову еру виробництва геотермальної енергії. Існуючі геотермальні проекти у всьому світі потребують води, нагрітої до температури менше ніж 300 ° C, тож навіщо витрачати на це додаткові зусилля та витрати?

Відповідь проста: вода при найбільш екстремальних температурах існує в стані, описаному як "надкритичний", Де він поводиться як ні справжня рідина, ні справжній газ, і здатний утримувати феноменальну кількість енергії. Надкритична вода може генерувати до в десять разів більше потужності ніж звичайні геотермальні джерела.

Ісландія - це нація, побудована на вулканах 130, що спочивають над А межа розбіжної пластини що приносить безперервний запас гарячої, свіжої магми вгору від мантії лише на кілька кілометрів нижче. Ісландці скористалися цим і тепер виробляють більше чверті своєї електроенергії геотермальний, доступ до води температури кипіння в межах 2km від поверхні.

Команда Проект глибокого буріння в Ісландії (IDDP) було створено для з'ясування того, що відбувається на глибинах нижче 4km в ісландській корі. У 2009 під час першої бурової ноги вони випадково потрапили потрапив у кишеню магми, і в підсумку стабілізувала систему для створення гаряча пара коли-небудь вироблявся в геотермальних розвідках: 450 ° C.

Друга свердловина, яка зараз буриться, має на меті відбити глибоку циркулюючу воду, яка пронизує скелю навколо магматичної камери під півостровом Рейк'янес поблизу Рейк'явіка.

Слідуйте за вулканами

Збентеження геотермальних багатств, що пропонуються в Ісландії, незвичне, але аж ніяк не унікальне. Дійсно, хоча країна має одне з найвищих геотермальних виробництв електроенергії за загальною часткою енергії, вона не є ні найвищою, ні вона знаходиться в п’ятірці кращих країн за загальною геотермальною потужністю. Насправді країни, що входять до першої п’ятірки, можуть стати несподіванкою.

Абсолютний найбільший у світі виробник геотермальної електроенергії - США, з близько 3,450 МВт потужністю в 2015, в основному зосереджена в Каліфорнії (типова атомна електростанція виробляє близько 1,000 МВт). Далі - Філіппіни та Індонезія, відповідно, 1,870 та 1,340 MW. Мексика та Нова Зеландія слід трохи за 1,000 МВт кожен, а Ісландія (665 MW) посідає сьоме місце за Італією (916 MW).

Вулкани є загальним фактором геотермальних ресурсів усіх цих країн. США також використали величезну зону розладів Сан-Андреаса та її здатність проводити тепло та рідини через земну кору.

У пошуках ідеального геотермального майданчика

Щоб геотермальна енергія була успішною, повинно бути тепло, воно повинно бути доступним, і ви повинні мати можливість переміщати воду навколо неї. Ці три прості вимоги складно знайти разом.

На більшій частині планети гарячий матеріал просто занадто глибоко вниз, щоб бути економічно недоступним. Температура земної кори в цілому збільшується на 25 ° C для кожної глибини 1km; щоб геотермальна була економічною, це значення повинно бути ближче 50 або навіть 150 ° C / км. Це означає, що вам потрібно бути поблизу чогось геологічно незвичного: або стоншеної кори (так ви ближче до гарячої мантії), або таких особливостей, як межі плит або вулкани, які можуть направляти тепло або магму до поверхні.

Якщо ця умова виконана, ви все одно зможете переміщати воду. Скелі не всі схожі, оскільки одні можуть дозволити воді легко протікати через пори та межі між зернами, а інші - більше схожі на бар'єр. Якщо вода не може стікати до свердловини, то її не можна винести на поверхню.

Якщо в гарячій зоні немає природної води, то інженери можуть трохи відкачати. Однак якщо гірські породи не дають їй текти та розсіюватися, то вода просто охолоне ділянку безпосередньо навколо свердловини, зробивши це безглуздим у геотермальних умовах.

Як і золото, рідкоземельні елементи або хороші сільськогосподарські угіддя, геологія району контролює доступ до цього цінного ресурсу. Будь-де з діючими вулканами потенційно можна отримати користь від геотермальної розвідки високих температур, що була започаткована IDDP. Це стосується кожної країни навколо Тихого океану Вогненне кільце - можливість, можливо, отримати певну користь від вулканів, які краплять свої пейзажі.

про автора

Піт Роулі, старший науковий співробітник, наука про Землю, Портсмутського університету

Ця стаття була спочатку опублікована на Бесіда. Читати оригінал статті.

Схожі книги:

at InnerSelf Market і Amazon