Енергія надр Землі

Відомо, що температура земних надр з глибиною зростає в середньому на 3 ° С на кожні 100 метрів. У різних районах світу цей температурний градієнт різний. В областях активного вулканізму « нормальна » температура надр на глибині 2-3 кілометрів уже дорівнює 400-600 ° С, а в зонах активних розломів і в осередках магми понад 1000 ° С. Не дивно, що підземні води вулканічних областей нерідко гарячі, а температура перегрітої пари джерел в Мексиці досягає 380 ° С.

Енергія, отримана при вибуху вулкана, дуже велика (див. статтю “Як зробити модель вулкана “). Вибух сопки Безіменній 30 березня 1956, наприклад, еквівалентний 4 * 1013 кіловат- годин. Маса продуктів виверження близько 2,4 мільярда тонн, висота викиду твердого матеріалу понад 30 кілометрів, початкова швидкість вильоту бомб 1800-2000 кілометрів на годину. Однак енергію вулканів поки використовувати не можна.

Правда, існує проект використання тепла вулкана Момо – Томбо в Нікарагуа. За цим проектом вулкан, який зруйнував чотири століття тому місто Леон, припускають просвердлити 25 каналами, в яких розмістяться парові турбіни потужністю 15 тисяч кіловат. А на Землі сотні діючих вулканів. Тільки па Камчатці і Курилах їх 60 !

Обхідний маневр – використання тепла термальних джерел. В одних джерелах температура піднімається не вище 100 ° С і їх можна експлуатувати при великих резервуарах на глибинах до 2000 метрів, в інших – температура вологої пари вище 100 ° С (наприклад, Нова Зеландія, Мексика, Ісландія, США, Японія та інші), в третьому – виділяється сухий пар (Лардерелло в Італії, Мацукава в Японії, гейзери Каліфорнії в США).

У різних районах планети на геотермальних станціях (Геотес) вже виробляється понад 700 мегават енергії. На кошти спеціального фонду ООН готуються проекти з освоєння геотермальної енергії в Туреччині, Сальвадорі, Кенії, Ефіопії. Діючі Геотес працюють досить ефективно. Одна Геотес в штаті Каліфорнія потужністю 290 мегават забезпечує на 40 відсотків потребу міста Сан -Франциско в електроенергії. Знижується і вартість електроенергії. Електроенергія, що поставляється Геотес Мацукава в Японії, на 20 відсотків дешевше передбаченої стандартом, а з Паужетской станції – на 15 відсотків дешевше дизельної енергії.

Промислові гідротерми Італії видаються під тиском 505, 625-607, 89 кілопаскалей і температурі 180-200 ° С; резервуар знаходиться на глибинах 700 – 1700 метрів (Тоскана). Велико тиск в гідротермах Нової Зеландії (1418,750-263,445 кілопаскалях).

Крім Камчатки і Курил в Росії відомо багато районів з гідротермальних водами, які можна використовувати для опалення, виробництва електроенергії і навіть як сировину хімічного переділу. Зроблені техніко – економічні розрахунки проектів Геотес потужністю по 1000 мегавольт в Ставропольському краї і в Закарпатській області. Не використовуються гідротерми в Казахстані, де давно відомі такі чудові родовища, як панфіловський (150 ° С), Алма- Атинській (65 ° С), Кизилкумское (100 ° С).

Мінералізація – одна з перешкод, що заважає використанню гидротерм. Скиди відпрацьованих вод містять майже всі елементи, перераховані в таблиці Менделєєва, і тому в околицях Геотес виникає небезпека екологічних змін. З цього положення є вихід – комплексно використовувати води, тобто відбирати у них не тільки тепло, а й корисний хімічний вантаж.

Проте в даний час вирішується питання, як захоронити відпрацьовані води. Так, у проекті Геотес Сальвадора прісні води будуть скидатися в річки, солоні відводитися в море або накачуватися під землю.

Мабуть, незабаром людство перейде до активного використання геотермічного тепла в будь-яких районах планети. Відомо, що охолодження 1 кубічного кілометра надр на глибині 3-5 кілометрів тільки на 1 ° С дасть теплову енергію в 10 мільярдів джоулів, що рівносильно теплу від спалювання тисячі тонн мазуту. У цьому – ключ до створення геотермальних котлів.

Кілька років тому під Парижем двома свердловинами розкрили родовище солоних гарячих вод. На поверхні в гирлі однієї свердловини гарячої підземної модою нагрівають прісну річкову воду, що використовується дли обігрівання селища, а охолоджену солону воду по другій свердловині знову закачують на глибину. Забруднення середовища повністю виключено; замкнутий цикл розрахований на 30 років.

Таким чином, в будь-якому потрібному ділянці, навіть у зонах вічної мерзлоти, можна використовувати необмежено довго тепло нашої планети.
При підземних ядерних вибухах виділяється багато тепла. І, природно, з’явилися проекти його використання. У США запропонований проект електростанції потужністю 2 мільйони кіловат: нижче соляного охоронного пласта ядерним вибухом утворюють велику порожнину, в якій двічі на день передбачається підривати заряди, еквівалентні 50 кілотонн тринітротолуолу. З поверхні в активну зону будуть закачувати воду для отримання пари; потім пар по трубопроводах піде в теплообмінники або прямо на турбіни, відпрацьований пар закачується назад. Система повністю замкнута, передбачені навіть фільтри для уловлювання радіоактивної хмари, що утворюється в разі аварії. Якщо в активну порожнину ввести деяку кількість торію, то після вибуху утворюється атомне пальне, яке можна використовувати на звичайних АЕС.

ПОДІЛИТИСЯ: