Горячая вода и пар из недр Земли — это дешевая электроэнергия

Мороз. Ледяной ветер обжигает лицо. Кругом снег. И вдруг чудеса: по склонам речной долины поднимаются клубы пара, бегут ручьи, а вокруг цветы, зеленая трава. На воде плавают зимующие утки, иногда попадаются даже лебеди. И все это на небольшой площади, вокруг горячего источника, а далее опять снег, мороз, зима.

Фантастика? Нет, такие места действительно есть на Камчатке, в районе выхода горячих вод и пара на поверхность земли. Горячие источники встречаются и на Украине и на Кавказе, в Сибири и Средней Азии, на Дальнем Востоке и Алтае, в Закавказье и Казахстане. Много горячих источников в Забайкалье, но больше всего их в стране вулканов — на Камчатке, где насчитывается почти 100 групп горячих источников, дающих 1 миллион литров воды в сутки, причем температура ее во многих источниках достигает 99 градусов. Тысячи горячих источников имеются и в Японии, США, Исландии и многих других странах.

Горячие источники используются человеком уже давно. В горах Алжира, например, в огромном каменном «котле» бурлит вода с температурой более 90 градусов. Жители близко расположенной деревни опускают туда плетеные сетки с сырым мясом и через некоторое время вынимают сваренное и посоленное мясо, так как в воде растворена поваренная соль. А на Камчатке, в селе Паратунке, можно наблюдать следующую картину: «На окраине заболоченной низины стоит небольшая избенка... Из этой избенки идет небольшая, в 5—6 ступеней лесенка, спускающаяся в деревянный сруб, зарытый в землю и образующий небольшой бассейн, наполненный горячей водой... Люди раздеваются и по лесенке спускаются в бассейн, температура воды в котором 41градус». Так в 1949 году А. В. Гавеман описывал использование горячего источника на Камчатке.

Гигантские подземные горячие «моря» открыты на юге России, в Средней Азии, в Закавказье. В Западной же Сибири обнаружен целый подземный «океан» с температурой воды до 150 градусов. А в подземных бассейнах на Северном Кавказе температура доходит даже до 270. И таких подземных горячих «морей» на нашей планете немало. Кроме того, из-под земли выходят тысячи горячих источников.

Все это, скажете вы, конечно, интересно, но почему же вдруг в глубинах Земли появляется горячая вода?

Тепло Земли

По современным представлениям, Земля вначале была холодным телом. В результате распада радиоактивных элементов начался медленный, постепенный разогрев нашей планеты. В тех местах, где радиоактивных элементов больше, стали возникать очаги расплавленной магмы. Иногда эта раскаленная магма вырывается на поверхность в виде лавы — происходит извержение вулкана. Иногда же магма начинает остывать, не дойдя до поверхности Земли. При этом выделяются газы. Поднимаясь по трещинам к поверхности, они встречают водоносные слои и нагревают воду.

Охлаждение очага раскаленной магмы длится сотни тысяч и даже миллионы лет. А раз остывание очага идет медленно, то ни температура, ни количество воды практически не изменяются в течение многих тысяч лет. Во Франции, например, сохранились развалины древнеримских бань, в которые подавалась вода из горячих источников. Геологи, изучив минеральные отложения этих источников, пришли к выводу, что за прошедшие две тысячи лет ни количество воды в них, ни температура ее не изменились. Таким образом, этот вид тепловой энергии практически неисчерпаем.

Ясно, что использовать эти неиссякаемые месторождения горячей воды чрезвычайно выгодно. Источники, правда, встречаются не везде, их больше всего в гористых, нередко малонаселенных местах. Другое дело — подземные бассейны с горячей водой: они есть почти везде. Современная техника бурения позволяет выводить воду с глубин в 3—4 тысячи метров. Эта, по существу, даровая энергия может быть использована весьма различно.

Горячая вода и пар из недр Земли — это дешевая электроэнергия

В Италии, в провинции Тоскана, есть район Лардерелло, известный во всем мире. Именно там, в 1904 году начала работать первая в мире геотермическая (по-гречески — «гео» земля, «термос» - теплый) электростанция. Из глубин Земли скважинами вывели перегретый пар с температурой около 200 градусов, который начал вращать турбины. К настоящему времени в Италии уже 5,4 процента всей электроэнергии вырабатывается на геотермальных электростанциях.

Электрическая энергия с этих электростанций, - самая дешевая в мире. Затраты на ее постройку ничтожны: топливо подвозить не надо – оно под ногами, значит, не надо строить и подъездные пути; склады также не нужны: топливо находится в естественном «складе»; не нужны ни каналы, ни шлюзы, как на гидроэлектростанциях. Все расходы на постройку геотермической электростанции окупаются за два года. Вот почему в ряде стран — Японии, США, Исландии, Новой Зеландии — создание геотермических электростанций всегда в планах государства.

Но горячая вода и пар из глубин Земли — это не только дешевая электроэнергия, это также и ценное химическое сырье.

Выходя на поверхность Земли, горячая вода и пар выносят с собой различные химические вещества. На Аляске есть Долина десяти тысяч дымов, Ежегодно там выносится на поверхность и рассеивается 1 миллион 250 тысяч тонн хлористоводородной и 200 тысяч тонн фтористоводородной кислоты Горячие источники Кавказа содержат йод, бром, бор, серу и редкие элементы. Из некоторых источников и буровых скважин Кавказа ежегодно выносятся на поверхность сотни и даже тысячи тонн ценнейшего химического сырья.

Машины первой геотермической электростанции в Лардерелло вскоре же после пуска вышли из строя: оказалось, что пар, подаваемый в турбины, необходимо предварительно очищать от содержащихся в нем химических веществ. Очистка эта — дело выгодное, так как при этом получают ценное химическое сырье. В Лардерелло, например, получают в год до 8 тысяч тонн борной кислоты, около 5 тысяч тонн буры, гелий, углекислоту и т. д. В Чехословакии только из горячих источников Карловых Вар ежегодно получают 800 тонн углекислого натрия, 1 300 тонн глауберовой соли и ряд других продуктов.

Итак, используя горячую воду и пар из недр Земли, можно получить электроэнергию и химическое сырье: нельзя, однако, забывать и о том, что тепло Земли — это также и теплофикация городов и сел.

В советское время был сделан следующий расчет: если теплофицировать город Грозный горячей водой из недр Земли, обогрев жилых домов и общественных зданий будет обходиться вдвое дешевле, чем при использовании угля. Выгодно, не правда ли? И, добавим, удобно: вода — под нами, везти ее издалека не надо, нет дыма, копоти, не нужно строить котельные и склады для топлива.

Горячая вода уже обогревает ряд дальневосточных курортов, и других таких, как Талое на Колыме, Кульдур под Хабаровском, а также курорты Ходжа-Оби-Гарм в Таджикистане и Цанши в Грузии. Уже целые кварталы Махачкалы обогреваются за счет тепла Земли.

А нельзя ли, обогрев дома, использовать эту же воду в теплицах? Конечно, можно: широкое применение горячей воды из глубин Земли в сельском хозяйстве — это свежие овощи и фрукты в течение круглого года.

В Атлантическом океане, недалеко от Северного полярного круга, расположен остров Исландия, покрытый тундрой. В Исландии есть лишь два вида природного топлива: бурый уголь и торф. Но бурого угля мало, а неустойчивая погода и плохие транспортные условия затрудняют использование торфа. Зато на острове более тысячи горячих источников. И вот крестьяне для ускорения созревания хлебов и овощей стали отводить теплую воду на поля и огороды; в теплицах, обогреваемых водой из горячих источников, начали выращивать в течение всего года овощи, а впоследствии даже тропические фрукты. Сейчас площадь парников, обогреваемых за счет глубинного тепла Земли, достигла уже 70 тысяч квадратных метров. Для страны со 160 тысячами жителей это не так уж плохо!

У нас в России на выращивание овощей в теплицах расходовались газ и уголь. Поднять на поверхность горячую воду из подземных бассейнов мы тоже получили овощи, фрукты. Такая перспектива заманчива для любого района страны, но особенно, пожалуй, важно наладить выращивание овощей и фруктов в отдаленных северных и северо-восточных районах. Завозить их туда трудно, дорого, а ведь и там под слоем вечной мерзлоты обнаружены горячие подземные «моря».

Дешевая электроэнергия, ценное химическое сырье, теплофикация городов и сел, резкое увеличение производства овощей, - вот что дает использование горячих вод. Это также и экономия миллионов тон топлива. Заманчиво... Но что же делается сейчас для реализации этих возможностей?

Тепло земли на пользу человека

В 1956 году Президиум Академии наук СССР «признал не обходимым отнести исследования по геотермии к числу важнейших проблем, разрабатываемых Академией». На Камчатку и Курильские острова в 1956 году была направлена экспедиция во главе с академиком Лаврентьевым с тем, чтобы изучить месторождения горячей воды и пара и наметить пути их использования. В 1958 году было принято решение создать в Дагестанском филиале Академии наук СССР Институт физики с лабораторией геотермии, которая была призвана изучать тепловое состояние доступных нам глубин Земли. Исследования подземных «морей», источников с теплой и горячей водой и выходов пара развернулись во многих районах нашей страны.

Бурили в Тбилиси. Пробурили на 1,5 километра. Не подходит, температура воды низкая. Решено бурить до 3 километров, где должна быть вода с температурой 90 градусов. Эта горячая минеральная вода теперь используется и для лечения от различных болезней и для теплофикации города.

Бурили в Ташкенте. Третья скважина дала 900 тысяч литров в сутки! Эта минеральная вода с температурой 65 градусов применяется в лечебных целях. Проводится и теплофикация жилых зданий. Воды хватит: горячий бассейн в районе Ташкента занимает 20 тысяч квадратных километров.

Бурили в долине реки Паужетки, на юге Камчатки. Здесь развернулись работы по созданию первой в стране геотермической электростанции. С глубины в 500 метров вывели пар с температурой до 200. Полученную электроэнергию использовал Озерновский рыбокомбинат.

Бурили на Чукотке. Впрочем, там есть и естественные выходы воды с температурой более 90 градусов. Топлива там своего нет, и горячая вода уже обогревает дома, теплицы; использование горячей воды расширяется.

Бурили на Кавказе, где обнаружены гигантские подземные горячие «моря», бурили в Московской области, теплофицировали курорт Джермук в Армении, началась теплофикация курортов в Средней Азии. Всего даже невозможно перечислить.

В настоящее время в России работают четыре геотермальные электростанции (три на Камчатке и одна снабжает электроэнергией Южно-Курильск). Их суммарная мощность – 70Мвт. Освоение «земного» тепла продолжается, в том числе и на бытовом уровне для отопления частных домов и коттеджей по всей стране, по принципу «холодильник наоборот».

Подписывайтесь на наш канал в Яндекс. Дзен. Читайте первыми наши статьи.