Может ли вулканическая магма обеспечить будущее?

Ученые Исландии придумали, как получить геотермальную энергию из сверхгорячей расплавленной породы

Туан К. Нгуен

Нечасто идея, которая изначально считалась неудачным экспериментом, в конечном итоге была провозглашена прорывом. Но именно это и произошло, когда пять лет назад группа учёных в Исландии, проводившая бурение глубоко в земной коре, наткнулась на расплавленную породу. Мало того, что это было не то, что они искали в то время, но это также означало, что им пришлось отказаться от своих поисков по поиску резервуара, который, по слухам, содержал форму воды, настолько горячую, что она существовала в состоянии где-то между нормальной жидкостью и водой. и газ.

Последствия обнаружения такой энергоплотной жидкости были бы огромными. Вода, нагретая до «сверхкритического» состояния, с температурой до 1100 градусов по Цельсию, возможна только при достаточном повышении давления и тепла. Лаборатория — одно из мест, где учёным удалось воссоздать такие условия. Но если бы он был где-то произведен естественным путем, то ледяной геотермический очаг, такой как Исландия, был бы хорошим выбором, таково мнение.

За более чем десять лет правительство Исландии вместе с международным консорциумом энергетических компаний и ученых вложило более 22 миллионов долларов в выяснение того, можно ли использовать потенциально богатый ресурс, который содержит в 10 раз больше энергии, чем нагретый пар. Была надежда, что когда-нибудь геотермальные электростанции смогут подавать этот огромный, но чистый источник энергии не только в местные дома и предприятия, но и в такие страны, как Англия, и другие близлежащие страны, зависящие от угля и газа.

Таким образом, проект глубокого бурения в Исландии был задуман отчасти как попытка позиционировать крошечный вулканический остров с населением около 320 000 человек в качестве основного поставщика возобновляемой энергии. Однако особенно деморализующим инцидент с неудачным бурением стал выбор времени, поскольку он произошел на фоне глубокого экономического кризиса. В условиях близкого краха центральной банковской системы страны легкий доступ к практически неограниченным запасам геотермальной энергии, используемой для обеспечения 90 процентов домохозяйств, был одним из немногих оставшихся природных богатств, которые, по мнению чиновников, могли способствовать восстановлению экономики.

Тем не менее, как позже обнаружили исследователи, случайное попадание подземной магмы не привело к полной потере. В основании вулкана тепло, заключенное в расплавленной породе, горит при постоянной температуре от 900 до 1000 градусов по Цельсию. Это важно, поскольку большая часть силы вязкого вещества теряется в тот момент, когда оно вытекает из вершины вулкана в виде лавы, а атмосфера оказывает охлаждающий эффект, который значительно изменяет состав расплавленной породы. Проблема заключалась в том, что появление магмы — настолько редкое явление (это произошло только один раз на Гавайях), что у исследователей не было возможности разработать надежный метод раскрытия ее огромного потенциала. Для извлечения полезной энергии сначала необходимо было каким-то образом собрать запасы воды на объекте. И если это произойдет, команде IDDP придется каким-то образом создать систему, которая была бы одновременно устойчивой и способной вытягивать пар из колодца.

В удивительном отчете, опубликованном в журнале Geothermics, исследователи подробно рассказали, как им удалось этого добиться. Обнаружив естественный резервуар дождевой воды, которая со временем просачивалась в расщелины прямо над потоком магмы, группа IDDP под руководством геолога Гудмундура О. Фридлейфссон смог успешно протестировать изготовленную по индивидуальному заказу транспортную систему, предназначенную для направления горячей жидкости по мере ее подъема. Согласно The Conversation, именно так ученые придумали свою так называемую геотермальную систему, усиленную магмой:

Это означало цементирование в скважину стальной обсадной колонны с перфорированной секцией в нижней части, ближайшей к магме. В скважине позволяли медленно накапливаться теплу, и в конечном итоге через скважину текли перегретый пар в течение следующих двух лет.