Prototype this по-русски - выпуск 158. Все есть лекарство, и все есть яд...
Наблюдая тектонические процессы на Канарских островах, ловлю себя на мысли о том, что геотермальная энергетика может быть самым интересным из альтернативных источников энергии в ближайшие несколько миллионов лет. Судите сами.
1. Высокая концентрация энергии на единицу площади.
2. Простая, отработанная технология.
3. Высокий потенциал ("месторождение" не заканчивается).
Существует только одна проблема - геотермальные станции не адаптированы для работы в зонах с высоким риском извержения.
Возникает вопрос. Можно ли придумать систему, которая позволит получать для использования геотермальное тепло в зонах с высоким риском, и одновременно окажется устойчивой к факторам воздействия тектонических процессов?
Как видно, в основе вулкана лежит очаг магмы. То есть - зона высокотемпературной массы. Эта масса частично расплавляет, а частично деформирует горные породы. При этом следует учесть, что под воздействием температуры горная порода размягчается, у нее снижается предел текучести - и лава продавливает породу, приводя к формированию "пузыря", который и является очагом магмы - то есть, лавовым резервуаром.
Под воздействием высокой температуры лава достигает пород, которые можно не только продавить но и расплавить, или химически растворить в лаве - так появляются лавовые каналы, часть из которых достигает поверхности, и тогда начинается извержение.
В процессе извержения горячая, активная магма поднимается из глубины, замещая магму, уже охладившуюся, из-за чего лавовый канал расширяется, и течение магмы усиливается. В какой-то момент давление в земной коре под вулканом из-за истечения магмы падает, и разогретая магмой, а значит, пластифицированная, порода затягивает, пережимает лавовый канал. Извержение прекращается.
Идея заключается в том, что отбор тепла в зоне над лавовым резервуаром снижает пластичность породы. Более того, охлаждая породу - мы охлаждаем и прилегающую лаву. Холодный слой лавы, примыкающий к породе, создает дополнительную теплоизолирующую подушку, отчего масса породы над резервуаром становится холоднее, ее предел текучести снижается.
Теоретически, отбирая тепло из глубины на склонах вулканов (где подтверждено наличие резервуара магмы), мы можем предотвращать слабые извержения, если наш отбор тепла достаточно эффективен, а также, при систематической работе по расширению системы отбора тепла, стабилизировать купол резервуара.
Опыт добычи газа и нефти с помощью гидроразрыва, когда большая территория буквально усеивается скважинами малой производительности, в сумме дающими сильный поток газа, говорит нам о том, что при наличии масштабируемой горизонтально (то есть по количеству) технической системы мы можем вполне успешно собирать тепло с большой площади подобно тому, как мы собираем газ со сланцевых месторождений. В отличие от современных геотермальных решений, ориентированных на одну-две высокопроизводительные скважины, сбор тепла со многих скважин требует разветвленной сети теплопроводов - фактически тех же трубопроводов с горячим теплоносителем, укутанных в теплоизолирующий материал. Однако это как бы не та проблема, которая является неразрешимой. Более того, отработка геотермальных сетей скважин, при которой генерирующие мощности располагаются отдельно и на расстоянии от скважины, позволяют защитить генераторы, конденсаторы и так далее...
Отдельным интересным приложением геотермальных технологий может стать насыщение атмосферы водяными парами. Дело в том, что процессы испарения и конденсации воды являются эффективным переносчиком тепла, охлаждая атмосферу, и при наличии в атмосфере большого количества воды планета сможет эффективно охлаждаться. Если бы тепло от исторгнутой вулканом лавы не отдавалось бы воздуху, а было направлено на испарение водной массы, при одном только небольшом извержении вроде того, что происходит на Ла Пальме, это могло бы снизить температуру атмосферы и ослабить эффект глобального потепления. А увеличившееся количество осадков позволило бы осваивать новые площади - например, оросить Сахару...
Транспорт тепла от подземного магматического резервуара к установкам испарения воды, таким образом - может быть способом глобальной регуляции климата. При этом воду можно использовать морскую, если вулкан расположен вблизи моря.
Как говорили в старину, все есть лекарство, и все есть яд - тем или иным делает лишь доза. Точно так же и тепло, прорывающееся из глубины земной коры, может быть использовано на пользу.
.