Інженери, що працюють з геотермальними джерелами, цього літа планують закачати 108 мільйонів літрів води в сплячий вулкан, що знаходиться в Центральному Орегоні (США). Таким чином, вони хочуть продемонструвати нові технології з виробництва чистої, зеленої електроенергії і сподіваються, що цей приклад дасть поштовх для розвитку зеленого енергетичного сектора в цілому.
Згідно з планами дослідників і інженерів, що працюють над проектом, вода повинна буде надходити назад на поверхню досить гарячою і досить швидко, щоб створити дешеву, чисту електроенергію, яка не буде залежати від сонячної активності або сили вітру.
Попит на поновлювані джерела енергії був послаблені внаслідок дешевого природного газу, слабкого попиту на електроенергію і ослаблення політичної стурбованості з приводу глобального потепління. Спроби використовувати тепло Землі для виробництва електроенергії, відомої як геотермальна енергія, були ще більш ускладнені через технічні проблем і заклопотаності, що подібні процеси можуть викликати землетрусу.
Незважаючи на все це, федеральний уряд США, корпорація Google, а також інші інвестори зацікавлені в даному експерименті настільки, що вже погодилися вкласти в проект Орегон 43 мільйони доларів. Над проектом працюють компанії AltaRock Energy (Сієтл) і Davenport Newberry Holdings (Стемфорд).
"Ми знаємо, що там всередині знаходиться тепло", - говорить Сьюзен Пітті (Susan Petty), президент Alta Rock. "Питання полягає в тому, чи зможемо ми прокачувати достатню кількість води в системі, щоб зробити її економічно вигідним рішенням".
Тепло земної кори використовувалося для виробництва електроенергії вже протягом більш ніж сторіччя. Інженери збирали біля самої поверхні гарячу воду або пар, які використовувалися для обертання турбіни, яка генерує електрику. Однак більшість подібних запасів вже вичерпано. Новим поштовхом можуть стати гарячі камені з мікроскопічними тріщинами в гірських породах.
Розширені Геотермальні Системи
Щоб використовувати таке джерело тепла і перетворити геотермальну енергію в досить важливе джерело екологічно чистої енергії, інженери працюють над новою технологією під назвою Розширені Геотермальні Системи (РГС).
Суть технології полягає в наступному: в гарячих твердих гірських породах інженери спеціальним чином пробивають свердловини, а потім закачують в них холодну воду. В результаті в цих гірських породах утворюються крихітні тріщини, з яких у самої поверхні землі збирається потік гарячої води та / або пара - геотермальна енергетика. Процес відомий як "гідрошерінг".
Hydroshearing вельми схожий на процес, відомий як гідравлічний розрив пласта (ГРП), - один з методів інтенсифікації роботи нафтових і газових свердловин і збільшення прийомистості нагнітальних свердловин. Використовується для вільної формації природного газу зі сланців. Метод полягає в створенні високопроводімой тріщини в цільовому шарі для забезпечення припливу видобувається флюїду (газ, вода, конденсат, нафта або їх суміш) до забою свердловини. Технологія здійснення ГРП включає в себе закачування в свердловину за допомогою потужних насосних станцій рідини розриву (гель, в деяких випадках вода, або кислота при кислотних ГРП) при тисках вище тиску розриву нафтоносного пласта. Для підтримки тріщини у відкритому стані в теригенних колекторах використовується розклинюючий агент - проппанта, в карбонатних - кислота, яка роз'їдає стінки створеної тріщини.
Однак всі ці процеси переслідуються одним страхом - страхом землетрусів ... Дехто з учених вважає, що в результаті гідрошерінга може відбутися розтріскування скель глибоко під землею, що, в свою чергу, призведе до руйнівних землетрусів. Розвиток Розширених геотермальної Систем зіткнулося і з іншими проблемами. Наприклад, досить важко створити досить велика водойма, щоб запустити комерційну електростанцію.
Прогрес є, але він рухається дуже повільно. Сьогодні вже працюють дві невеликі "зелені" електростанції у Франції і Німеччині. Третя - що в центрі міста Базель, Швейцарія, була закрита через побоювання землетрусів. Проект в Австралії призупинили через проблеми з бурінням твердих гірських порід.
Компанія AltaRock сподівається незабаром продемонструвати нову технологію для створення великих водосховищ, яка базується на пластичних полімерах (використовуються для виробництва біоразлагающейся чашок). Її плюсом є той факт, що вона працює в існуючих биотермального полях. Інженери з компанії Newberry хочуть продемонструвати, що така технологія також буде працювати і в абсолютно нових областях РГС, в геології різного роду, вулканічних породах.
Проте, Міністерство енергетики США буде пильно стежити за ходом розвитку проекту, і в разі будь-яких, навіть несуттєвих підземних поштовхів, всі роботи будуть припинені. Міністерство також веде спостереження за РГС проектами в існуючих геотермальних полях в Каліфорнії, Неваді і Айдахо.
Геологи вважають, що вулкан Newberry був колись одним з найвищих піків у Каскадних горах, висотою в 3 км, і діаметром в 32 км. Його вершина була зруйнована ще до останнього льодовикового періоду, а зараз все що від нього залишилося - це кратер з підносяться потоками лави, два озера, 400 циліндричних конусів заввишки близько 120 метрів.
У 1980-х роках, пробуривши кілька розвідувальних свердловин, вдалося виявити досить гарячі камені, що лежать близько до поверхні землі, хоча сам вулкан вивергався ось уже 1300 років.
За 21 день інженери AltaRock спробують заповнити водою тестову свердловину глибиною 3.23 км; швидкість прокачування води складе 3 кубічних метра в хвилину, а загальний обсяг закачаною води повинен сягнути 90 000 кубічних метрів. Весь процес будуть пильно моніторити сейсмічні датчики, за допомогою яких буде складена докладна карта пласта. Тріщини в гірських породах повинні виникнути нижче поверхні землі від 1.8 - до 3.4 км. Діаметр "віртуального резервувара" повинен скласти 1 км.
Зараз ще немає проекту будівництва "зелених" електростанцій, але якщо все пройде за планом, то приблизний ресурс таких екологічно чистих станцій по виробленню електроенергії складе близько 10 років.
Незважаючи на те, що найлегше знайти геотермальну енергію біля діючих вулканів, насправді геотермальне тепло розташоване практично всюди. Це лише одна з причин, чому вона зручна. Ось ще одна: ця енергія є завжди, то є її виробіток не залежить від таких факторів, як сонце чи вітер для генерування своєї сили.