В 2009 году буровая скважина под названием «Крафла», которая расположена на северо-востоке Исландии достигла всего 2100 метров — и вдруг попала в «карман» из магмы! До этого случая только однажды бурение смогло добраться до магмы под землей – это произошло на Гавайях в 2008 году, и тогда глубина не была столь малой.
Так как температура магмы составляет от 700 до 1300°C, ценность данного ресурса довольно очевидна. Поэтому ученые всего мира обратили внимание на доселе неизвестную скважину IDDP-1 (Icelandic Deep Drilling Project), которая была пробурена специально для того, чтобы выявить потенциальные источники геотермальной энергии в недрах Исландии. Однако такого успеха никто не ожидал.
Дело в том, что на сегодняшний день геотермика по сути применяет гидротермальную энергию - готовую горячую воду земных недр, которые обычно находятся на небольшой глубине (иначе — дорого). Продвинутая геотермальная энергетика – это альтернативный подход, предусматривающий чисто геотермальный сценарий, когда воду закачивают в раскалённую породу сверху. Для успеха такого метода необходимы скалистые недра, из которых вода не утечет. Однако наиболее эффективным способом повышения отдачи является гидроразрыв пласта, после которого закачанная вода после контакта с большим количеством породы резко нагревается, после чего превращается в пар. Впрочем, при его использовании есть угроза потери части теплоносителя. Пока что успехи в этой сфере сводятся к опытным электростанциям, к тому же такая технология может стать причиной искусственных землетрясений.
Если же эксплуатировать готовую магму, то гидроразрыв пласта невозможен, да и не нужен. Даже в том случае, если потребуется закачка воды, она проходит в один этап. К тому же магма нередко сама испаряет подземную воду и гонит её наверх. Отметим, что в Исландии из-под земли забил фонтан пара — сверхкритической воды, которая была нагрета до 450°С.
Как утверждает Уилфред Элдерс из Калифорнийского университета, который находится в Риверсайде (США),Национальная энергетическая компания Исландии решилась на весомые инвестиции в данный проект и теперь получила отдачу от него.
Сверхперегретый пар поступал из теплообменной стальной трубы с нижним концом, опущенным в скважину, два года, и его температура являлась рекордной для геотермальной энергетики. Многие ГеоТЭС работают с водой, которая нагрета до 60–80°С.
Потенциал данной скважины составлял 36 МВт электрической мощности; она дала большую часть общей мощности ГеоЭС «Крафла». Увы, из-за поломки клапана на электростанции пришлось временно закупорить скважину, но её ввод в эксплуатацию ожидается в скором будущем. Однако более важен тот факт, что теперь стало ясным, что генерация электричества от воды, нагреваемой магмой, может быть достижима в промышленных масштабах.
Согласно оценкам специалистов, встретить магму на столь малой глубине было неожиданно, однако это совсем не идёт вразрез с самыми смелыми прогнозами по глубине нахождения некоторых островков магмы.
В месте поднятия магма нагревает близкую к ней воду и нередко гонит её вверх
Пока что не совсем ясно, какие опасности может нести такое бурение: специалисты утверждают, что в этом случае подземная проходка рядом с данной чреватой субстанцией не привела к отрицательным сейсмическим последствиям, но необходимо накопить больше опыта подобных мероприятий до того, как можно будет утверждать о возможности получения энергии из магмы посреди большого города.
Вопрос «бурения в центре города» может показаться надуманным, однако дело в том, что 90% домов в Исландии отапливаются с помощью низкопотенциального тепла геотермальных источников. Поэтому, помимо непосредственного извлечения электроэнергии, утилизация остаточного тепла пара для отопления была бы довольно полезна. Тем не менее, для развертывания подобного отопления «на магме» действительно необходим накопленный опыт безопасной эксплуатации.
Отметим также, что из-за высокой температуры на выходе из скважины вода в IDDP-1 была в сверхкритическом состоянии, когда она годится не только для получения энергии, но и для утилизации различных отходов. Также она может найти применение в определенных отраслях химической промышленности.
Некоторые статьи, которые касаются рассмотренного проекта, опубликованы в журнале Geothermics. Материал подготовлен с использованием информации The Conversation
