Интереcно о науке

Ученые ведут гонку со временем, в поисках нового чистого и неисчерпаемого источника энергии. Одно из решений находится прямо у нас под ногами. Глубоко в земной коре находятся огромные озера разогретой до сотен градусов воды, которая могла бы послужить отличным источником чистой, не дорогой и теоретически неисчерпаемой энергии, которую еще называю геотермальной (от греч. «гео» – Земля, «термо» – тепло).

В центре нашей планеты находится огромное ядро расплавленного металла, разогретого до температуры свыше 4200 градусов на поверхности. Край жидкого ядра расположен на глубине 6400 км. Часть тепловой энергии осталась еще со времени образования нашей планеты около 4 миллиардов лет назад, а часть является результатом ядерной реакции внутри Земли.

Температуры ядра вполне достаточно, чтобы расплавить породу мантии Земли, окружающей ядро и создать жидкие потоки магмы. Магма менее плотная чем, мантия и поднимается к внешней твердой корке планеты. Иногда магма пробивает ее, что приводит к возникновению вулканов. Однако большая часть магмы остается под твердой поверхностью и разогревает окружающую породу и подземные воды. Разогретая до нескольких сотен градусов вода иногда прорывается сквозь трещины на поверхность Земли, что приводит к появлению геотермальных источников и гейзеров. Остальная вода остается под поверхностью земли в толще породы, где и хранится в, так называемых, геотермальных резервуарах.

Таким образом, огромные запасы энергии скрыты под нашими ногами. Необходимо лишь найти наиболее рациональный метод извлечения выгоды из этого «клада». Существует несколько способов использовать геотермальную энергию.

Прямая геотермальная энергия. Если геотермальные резервуары находятся близко к земной поверхности, то разогретую воду (пар) можно непосредственно направлять по средствам труб в систему отопления домов и офисов. Остывшая после прохождения системы отопления вода должна быть направлена обратно в резервуар для пополнения запасов воды. Однако этот способ подходит только для тех областей где геотермальные источники расположены рядом с отапливаемыми помещениями.

Помпа для геотермальной воды. В случае, когда рядом с поверхностью земли нет сильно разогретых областей породы или геотермальных резервуаров  можно использовать другую схему. Вода, либо другая жидкость закачивается под землю на глубину нескольких десятков метров, где она разогревается до 10-20 градусов. Зимой разогретая вода под действие м водяной помпы поступает в систему отопления и используется для повышения внутренней температуры помещения, а летом в жаркую погоду эта система может быть использована для охлаждения домов за счет переноса лишнего тепла из домов к более прохладной подземной области.

Геотермальная электростанция. Эта схема наиболее привычна и позволяет получить наибольшую отдачу от геотермальных источников. Разогретая до нескольких сотен градусов (300-700) вода под большим давлением подается на поверхность Земли к турбине. В ней пар подается на лопасти турбины, которая приводит в движение вал с другой стороны соединенный с электрогенератором. В результате производится переменный ток. Разогретую воду можно либо сразу возвращать в недра Земли, либо параллельно использовать для отопления близлежащих строений.

Подобные термальные электростанции уже функционируют в некоторых странах, в том числе и в России на Камчатке. Однако наибольших успехов в геотермальной энергии достигла Исландия. В этой стране практически вся производимая электроэнергия геотермального происхождения.

Главным сдерживающим фактором повсеместного строительства подобных станций является труднодоступность геотермальных источников. Поэтому производимая ими энергия оказывается слишком дорогой. Пока что, эта технологии доступна менее чем для 1% населения Земли, но рост дефицита энергии со временем может привести к росту рентабельности подобных проектов и повсеместной их реализации.