Если взять сухие цифры, то запасы тепла Земли, при сегодняшнем энергопотреблении, являются условно неисчерпаемыми. Тепловой поток из недр Земли за год в 17 раз превышает мировое потребление энергии. Ядро Земли остывает, излучая огромную и постоянную тепловую энергию.
Не волнуйтесь, температура Ядра Земли около 6000 градусов по Цельсию, а остывает она на 1 градус за 2 миллиона лет.
Неплохо было бы обуздать такую энергию, что и пытается делать направление в Геотермальной энергетики.
И тут сразу наталкиваемся на препятствие: тепловая энергия Земли распределена по всей структуре планеты. И у поверхности она равна 0.1Вт/м2, что в 3500 раз меньше, чем энергия воздушных масс.
Для сравнения, самая мощная ГЭС в Мире – "Три ущелья", находящаяся в Китае, имеет установочную мощность в 22,5 Гигаватта. А суммарная установочная мощность Ветроэнергетики на 2018 год – более 600 Гигаватт.
После таких цифр, кажется, что геотермальная энергетика вообще не серьезное и не развивающиеся энергетическое направление.
В настоящий момент так оно и есть, но в будущем всё может значительно изменится.
Существует два направления развития в извлечении геотермальной энергии.
1. Гидротермальная энергетика
2. Петротермальная энергетика
Самая распространенная на сегодня - это гидротермальная энергетика. Заключается она в строительстве электростанций в местах повышенного вулканизма, и добычу тепла подземных вод естественного происхождения. Само собой, температурный градиент в таких местах на порядок выше, и извлечение тепловой энергии происходит дешевле и эффективнее. Такие ГеоТЭС конкурентоспособны на рынке энергоносителей. Но строить их выгодно только в вулканических районах. На сегодня это главный сдерживающий фактор распространения ГеоТЭС.
Петротермальная энергетика использует естественное тепло земной коры и её пород.
Методом гидроразрыва пласта создаются скважины, глубиной до 6 км. В скважины закачивается теплоноситель, который нагревается от породы, и на выходе из коллектора имеет температуру более 100 С. Для получения полезной электрической мощности, нужна температура теплоносителя около 300 С. Такая температура соответствует глубине скважины 10-12 километров.
На данный момент, получение электроэнергии таким методом является научно-экспериментальным.
А вот отопление геотермальной энергией уже достаточно проработано и реализовано почти в 300 проектах.
В настоящее время разработана технология глубинного извлечения тепла и преобразование её в электрическую мощность. Американский экспериментальный проект «EGS» показал состоятельность технологии преобразования глубинного тепла в электричество.
Были пробурены две скважины глубиной 9 км, температура теплоносителя составляла 220-250 градусов, с минимальными потерями.
Согласно заключению, Массачусетского технологического института, эта технология способна дать 10% вырабатываемой электроэнергии США к 2050 году.
Главным преимуществом является независимость от места размещения, постоянная электрическая мощность, которая независима от внешних факторов окружающий среды.
Первые шаги в этом направлении сделаны, и ГеоТЭС могут стать такими-же распространёнными, как Газовые электростанции.
