Специалисты Сколковского института науки и технологий предложили новый способ строительства геотермальных электростанций — использовать тепло магматических очагов под действующими вулканами.
Как пояснили «Энергии+» в институте, технология заключается в том, чтобы пробурить над очагом, не доходя до него, две сообщающиеся между собой скважины и организовать между ними циркуляцию воды. Попадая в одну из скважин, вода нагревается о раскаленные горные породы, температура которых может достигать нескольких сотен градусов, закипает, а пар вырывается на поверхность из другой скважины и вращает лопасти турбины.
По словам ученых, новый способ получения энергии, называемый магма-геотермальным, выгодно отличается от использования более традиционных гидротермальных и петротермальных способов получения энергии из тепла недр земли. В первом случае вода при контакте с горячими породами нагревается и может превращаться в пар. Однако геотермальные источники энергии не всегда стабильны. В сравнении с ними магма-геотермальные обладают почти неисчерпаемой тепловой емкостью, могут долго и стабильно функционировать.
Освоение петротермальных источников — когда воду пропускают сквозь горячие проницаемые горные породы — требует строительства сложных скважин глубиной 4–5 километров. При этом на магма-геотермальных станциях достаточно более коротких скважин, чтобы достичь высоких температур.
Мы собрали большую базу данных по действующим вулканам по всему миру. Сегодня при помощи сейсмической томографии — исследовании, при котором через породы пропускают упругие колебания, — мы можем достоверно установить форму конкретного магматического очага, а методами геологии и геохимии предсказать его температуру и возраст (чтобы понять, стабилен ли он) и создать модель распределения температур для дальнейшего проектирования скважин.
Иван Кулаков
Профессор Сколковского института науки и технологий
Разработкой заинтересовались индустриальные партнеры: по словам Ивана Кулакова, в ближайшие годы должны начаться проектно-изыскательские работы по строительству первой в России опытной магма-геотермальной электростанции в районе Авачинской Сопки — действующего вулкана на Камчатке. При оптимистичном сценарии станция может заработать в 2030-х годах. «Топить» ее можно будет, в том числе, снегом.
Оригинал статьи и другие материалы об энергетике читайте на сайте журнала «Энергия+».