Будущее геотермальной энергии можно описать одним словом: Больше.
Геотермальная энергия часто считается третьим или четвертым по значимости источником возобновляемой энергии после солнечной, ветровой и гидроэнергии. Сейчас на нее приходится лишь небольшая часть мировых энергетических мощностей - в 2010 году на ее долю приходилось лишь около 10 709,7 МВт установленной мощности, - но аналитики ожидают, что геотермальные электростанции начнут быстро распространяться по всему миру.
Технология относительно проста; основы были поняты в течение многих лет. Фактически, первая коммерческая геотермальная электростанция была построена в Лардерелло, Италия, ровно 100 лет назад, в 1911 году. Как вы помните из уроков естествознания в начальной школе, тепло постоянно вырабатывается слоем магмы под земной корой. Это тепло поднимается на поверхность; жарче всего над активными вулканическими областями и сейсмически активными точками между тектоническими плитами.
Несмотря на то, что существуют разные виды геотермальных электростанций, все они делают одно и то же: улавливают поднимающийся пар или горячую воду и используют их для питания электрогенератора.
Причина, по которой ожидается, что геотермальная энергия будет играть важную роль в будущем, заключается в том, что мы делаем это все лучше и лучше: сейчас мы бурим геотермальные скважины с возрастающей эффективностью, что позволяет улавливать больше энергии в каждое растение.
Инженеры также разработали и усовершенствовали установки с «бинарным циклом», которые не производят никаких выбросов, кроме водяного пара. Видите ли, традиционные геотермальные электростанции с «сухим паром» выделяют парниковые газы - конечно, они выделяют только 1/8 часть выбросов угольных электростанций, но тем не менее это выбросы. Сухие паровые установки напрямую используют пар, выходящий из зоны гидротермальной конвекции, и некоторые из них неизбежно улетучиваются. Установки с бинарным циклом создают систему с замкнутым контуром, в которой горячая вода проходит через теплообменник, нагревающий другую жидкость, такую как изобутан, который кипит при более низкой температуре, чем вода. Затем горячая вода отправляется обратно под землю, а генератор работает на изобутане.
Геотермальная энергия также дешевеет по мере совершенствования технологии. По данным Союза обеспокоенных ученых, с 1980 года стоимость эксплуатации геотермальных электростанций снизилась на целых 50%. На некоторых рынках покупать электроэнергию на геотермальных электростанциях скоро будет так же дешево, как и на гораздо более грязных аналогах, работающих на ископаемом топливе.
Но самая перспективная технология называется Enhanced Geothermal Systems. Видите ли, на данный момент только около 10% территории мира пригодно для производства геотермальной энергии. Это потому, что вам нужны гидротермальные конвекционные системы - места, где горячая вода или пар поднимаются на поверхность, а затем опускаются вниз. Если мы собираемся по-настоящему воспользоваться потенциалом геотермальной энергии, нам нужно начать закачивать воду глубже, в области «горячих сухих скал».
Зачем нам возиться с чем-то подобным? Что ж, как отмечает USUCS, количество тепла в пределах 10 000 метров (около 33 000 футов) от поверхности Земли содержит в 50 000 раз больше энергии, чем все ресурсы нефти и природного газа в мире».
Вот почему.
Существует множество исследователей, усердно изучающих эту технологию - Министерство энергетики США, Google и, конечно же, заинтересованные лица в геотермальной отрасли. Конечно, есть и подводные камни - есть опасения, что такое бурение вызовет сейсмическую активность, как это было показано при гидроразрыве пласта (хотя, к счастью, в наши водоносные горизонты не нужно вводить вредные химические вещества). Но степень, в которой было доказано, что она вызывает проблемы, была признана учеными довольно минимальной, и разработка EGS может открыть действительно огромные новые запасы чистой, возобновляемой энергии.
Наконец, было много захватывающих разговоров о перепрофилировании старых, истощенных газовых и нефтяных скважин в геотермальные электростанции - эти скважины могли бы служить относительно простой инфраструктурой для перепрофилирования под чистые геотермальные операции, в отличие от бурения совершенно новых.
Очевидно, геотермальная энергия имеет довольно серьезный потенциал. Пытаясь предсказать, как будет выглядеть будущее экологически чистой энергии, некоторые, такие как гений экологически чистых технологий Сол Гриффит, считают, что геотермальная энергия в конечном итоге будет составлять около 1/6 мирового энергоснабжения. Другие, такие как МГЭИК, считают, что она составит 4%. В любом случае, это будет неотъемлемая часть возобновляемой энергетики, питающей мир, поскольку ископаемое топливо уходит из поля зрения.
Часто задаваемые вопросы
Почему геотермальная энергия хороша для будущего?
Геотермальная энергия является возобновляемой и устойчивой, и она имеет очень низкий углеродный след.