Геотермальная энергия обычно находится вблизи активных вулканов.
Эрик Габа, CC BY-SA

Исландия вот-вот попадет в воду так же жарко, как лава. В нескольких километрах от земли буровая установка под названием Тор скоро проникают область вокруг магматической камеры, где расплавленная скала из внутренней Земли нагревает воду, просачивающуюся через морское дно. Эта вода - до 1,000 ° C и насыщенная агрессивными химикатами - в конечном итоге будет подана на поверхность до поверхности, и ее тепло превратится в полезную энергию.

Это огромный инженерный вызов, и тот, который может вступить в новую эпоху геотермальной энергетики. Существующие геотермальные проекты по всему миру нуждаются в водах, нагретых до менее 300 ° C, так зачем идти на эти дополнительные усилия и расходы?

Ответ прост: вода при самых экстремальных температурах существует в состоянии, описанном как "сверхкритический», Где он ведет себя как ни настоящая жидкость, ни истинный газ, и способен сохранять феноменальное количество энергии. Сверхкритическая вода может генерировать до в десять раз больше мощности чем обычные геотермальные источники.

Исландия - это страна, построенная на около 130 вулканах, отдыхающих над расходящаяся граница плиты который приносит непрерывную подачу горячей, свежей магмы из мантии всего в нескольких километрах ниже. Исландцы воспользовались этим и теперь генерируют более четверти своего электричества через геотермальный, доступ к температуре кипения воды в пределах 2km поверхности.

Ассоциация Исландский проект глубокого бурения (IDDP), чтобы выяснить, что происходит на глубинах ниже 4km в исландской коре. В 2009, во время их первой буровой ножки, они случайно попал в карман магмы, и в конечном итоге стабилизировали систему для создания горячий пар когда-либо производившихся при геотермальной разведке: 450 ° C.

Вторая скважина, которая сейчас пробурена, направлена ​​на проникновение глубокой циркулирующей воды, которая проникает в скалу вокруг магматической камеры ниже полуострова Рейкьянес около Рейкьявика.

Следуйте за вулканами

Смущение геотермальных богатств, предлагаемых в Исландии, необычно, но отнюдь не уникально. Действительно, хотя страна имеет одну из самых высоких геотермальных электроэнергетических производств с точки зрения общей доли энергии, она не является самой высокой и не входит в первую пятерку стран для общей геотермальной мощности. На самом деле, страны в первой пятерке могут стать неожиданностью.

Абсолютным крупнейшим производителем геотермальной электроэнергии в мире являются США, с 3,450 MW емкости в 2015, в основном в Калифорнии (типичная атомная электростанция производит около 1,000 MW). Далее идут Филиппины и Индонезия, в 1,870 и 1,340 MW соответственно. Мексика и новозеландская тропа чуть меньше 1,000 MW, а Исландия (665 MW) заняла седьмое место позади Италии (916 MW).

Вулканы являются общим фактором в геотермальных ресурсах всех этих стран. США также использовали огромную зону разлома Сан-Андреас и ее способность проводить тепло и жидкости через кору.

В поисках идеального геотермального участка

Для успеха геотермальной энергии должно быть тепло, оно должно быть доступно, и вы должны иметь возможность перемещать вокруг него воду. Эти три простых требования могут быть трудно найти вместе.

На большей части планеты горячий материал просто слишком глубоко, чтобы быть экономически доступным. Температура земной коры обычно увеличивается на 25 ° C для каждой глубины 1km; для геотермальной экономичности эта величина должна быть ближе 50 или даже 150 ° C / км. Это означает, что вам нужно быть рядом с чем-то геологически необычным: либо утонченная кора (так что вы ближе к горячей мантии), либо такие особенности, как границы плиты или вулканы, которые могут направлять тепло или магму к поверхности.

Если это условие выполнено, вы все равно сможете перемещать воду. Скалы не все одинаковы, так как некоторые могут позволить воде легко течь через поры и границы между зернами, в то время как другие больше похожи на барьер. Если вода не может течь к стволу скважины, то она не может быть выведена на поверхность.

Если в горячей зоне нет естественной воды, тогда инженеры могут перекачивать ее. Однако, если камни препятствуют его протеканию и диспергированию, вода просто охладит область непосредственно вокруг ствола скважины, делая ее бессмысленной в геотермальных условиях.

Как и в случае с золотом, редкоземельными элементами или хорошими сельскохозяйственными угодьями, геология области контролирует доступ к этому ценному ресурсу. В любом месте с активными вулканами потенциально можно извлечь выгоду из высокотемпературной геотермальной разведки, впервые внедренной IDDP. Это включает в себя все страны Тихого океана Огненное кольцо - возможность, возможно, извлечь выгоду из вулканов, которые усеивают их ландшафты.

Об авторе

Пит Роули, старший научный сотрудник, Earth Science, Портсмутский университет

Эта статья изначально была опубликована в Беседа, Прочтите оригинал статьи.

Похожие книги:

at Внутренний рынок самовыражения и Amazon