Мир путешествий и приключений - сайт для нормальных людей, не до конца испорченных цивилизацией

| планета | новости | погода | ориентирование | передвижение | стоянка | питание | снаряжение | экстремальные ситуации | охота | рыбалка
| медицина | города и страны | по России | форум | фото | книги | каталог | почта | марштуры и туры | турфирмы | поиск | на главную |


OUTDOORS.RU - портал в Мир путешествий и приключений

На суше и на море 1981(21)


«КРАСНЫЙ УГОЛЬ» ПЛАНЕТЫ

Темноту комнаты прорезал резкий луч, под стрекот проектора на экране ожили камчатские пейзажи. Прошло больше пятнадцати лет, но я до сих пор помню удивительное ощущение неправдоподобности увиденного. Синий океан, лизавший пустынный берег, зеленые сопки, громоздившиеся вдали... Фильм рассказывал о Долине гейзеров.

Непривычный, почти фантастический пейзаж безмолвно плыл перед глазами. Кругом маленькие кратеры с грязными лужицами на вершине. Время от времени на их поверхности лопались мутные пузыри и тут же появлялись новые.

«Фумаролы,— догадалась я,— а вон гейзеры». Прямо к небу взметнулись огромные фонтаны. С гор бежали ручьи. И всюду пар, пар. Казалось, белым паром окутана сказочная долина. И хотя фильм был «немой», чудились грохот падающей воды, бульканье фумарол, журчание горячих ручейков. «Геотермальные источники»,— пояснил автор фильма.

Так я впервые, еще школьницей, услышала это слово.

Сейчас о геотермальной энергетике говорят много. И это не удивительно. Доступность подземного тепла не может не привлекать. Действительно, что может быть проще? Не нужно никакого топлива, дорогостоящего оборудования. Природа предоставила человеку уже готовый к употреблению пар или горячую воду, которые и зовутся красным углем планеты. Остается подать пар на турбину, а дальше электроэнергия поступает потребителю.

Именно так работают геотермальные электростанции (ГеоТЭС) в Италии, США, Японии, где обнаружены месторождения сухого пара. Первая такая станция начала действовать еще в 1913 г. в итальянском местечке Лардерелло. И уже в 50-х годах на итальянских ГеоТЭС вырабатывалось почти 6% полученной в стране электроэнергии.

В США освоение геотермальных ресурсов началось позднее: первая ГеоТЭС дала ток в 1960 г. Сейчас самая крупная электростанция в Долине больших гейзеров (в 128 км от Сан-Франциско) обладает мощностью в 500 тыс. кВт. Несмотря на некоторую необычность, этот способ получения электроэнергии весьма выгоден. Себестоимость геотермальной энергии примерно в полтора раза ниже, чем полученной на тепловых электростанциях (ТЭС). И хотя мощность ГеоТЭС невелика (в основном несколько десятков мегаватт), даже в таких экономически развитых странах, как США и Япония, геотермальная электрическая энергия применяется в больших масштабах. Так, мощность ГеоТЭС в Мацукаве (Япония)— 20 тыс. кВт, причем себестоимость ее тока почти на четверть меньше, чем в среднем по стране.

Однако не одной простотой и экономичностью привлекательны ГеоТЭС. Важны и экологические аспекты. Ведь геотермальная энергетика не требует сооружения карьеров и шахт для добычи топлива, значит, не нужны и дороги для его перевозки. А главное, не загрязняется воздух, не расходуется в топках драгоценный кислород атмосферы.

И если бы ГеоТЭС можно было строить там, где это необходимо, то сейчас, наверное, не существовало бы энергетических проблем. Однако месторождений сухого пара в мире немного. Чаще пар смешан с горячей водой, как, например, в Долине гейзеров на Камчатке. У реки Паужетки паро-водяная смесь на выходе из скважины имеет температуру 150—200°С. Эту смесь сразу разделяют: пар подают на турбину Паужетской ГеоТЭС, а горячую воду используют для иных целей.

Месторождения горячей воды встречаются значительно чаще, чем сухого пара или паро-водяной смеси. Им совсем не обязательно сопутствуют гейзеры и фумаролы. Пример тому—Кавказ.

В Махачкале — столице Дагестана—я умывалась геотермальной водой. Своими глазами видела обогреваемые ею дома, парники, бани, бассейн. Не случайно в Махачкале проводили всесоюзную конференцию по проблемам геотермии. Геотермальная вода стала предметом серьезного исследования многих специалистов.

Для начала несколько фактов. В Тбилиси на геотермальное горячее водоснабжение переведено около 30 многоэтажных зданий с населением 3300 человек. Первый в нашей стране геотермальный теплично-парниковый комбинат в Петропавловске-на-Камчатке круглый год работает на горячих источниках с температурой воды около 70°С. Зимой, когда все кругом засыпано снегом, здесь снимают урожай зеленого лука и огурцов. В грузинском городе Зугдиди отопление термальной водой экономит более 800 т условного топлива в год.

Много это или мало? Учитывая возможности геотермальной энергетики, все-таки мало. В 1975 г. уголь, дрова и мазут, завезенные только в Дагестан из других районов страны, составили около 500 тыс. т условного топлива. Расходовались они в основном для теплоснабжения жилищно-бытового и коммунального хозяйства. По подсчетам отдела экономики Дагестанского филиала АН СССР, использование термальной воды для теплоснабжения позволит почти полностью отказаться от привозного топлива. А если на такое отопление перевести все населенные пункты Армении, Грузии, Кабардино-Балкарии, Сибири, Узбекистана, где также обнаружены месторождения геотермальных вод?

Мало того, достаточно горячая вода годится и для выработки электроэнергии. Принцип, положенный в основу этого метода, довольно прост. Всем известно, что баллончики с аэрозолями нельзя ставить возле горячих предметов: может произойти взрыв. А почему? Потому что фреон, добавляемый в жидкость, кипит при низкой температуре: стоит чуточку нагреть, и его пары разорвут баллончик. Подобные вещества можно использовать на ГеоТЭС. Например, на Камчатке горячая вода с температурой 81° С испаряет фреон, а его пары подаются на турбину Паратунской ГеоТЭС. На других электростанциях, в частности в США, для аналогичных целей применяют изобутан, хлористый этил.

Итак, вместо нефти, угля, дров— обыкновенная вода. И все же она не совсем обычна. Если раньше на совещаниях по геотермии собирались в основном инженеры, энергетики, геологи, географы, то на махачкалинской встрече присутствовали... агрономы. Дело в том, что в воде зачастую растворены очень ценные минеральные соли. В учхозе Дагестанского сельскохозяйственного института провели такой эксперимент. Несколько делянок с луком и помидорами разделили на две группы: одни поливали обычной водой и подкармливали микроэлементами, для других брали воду прямо из пробуренных скважин. Результат оказался неожиданным. На «геотермальных» грядках урожай оказался значительно выше. Содержание сухих веществ, углеводов, аскорбиновой кислоты в собранных здесь луке и помидорах было больше.

Но и это не все. Как выяснилось, термоминеральная вода может оказаться полезной при производстве белково-витаминного корма. Известно, что не последнюю роль здесь играют микроводоросли (сценедесмус, хлорелла). Их выращивают в воде, куда добавлены минеральные соли и углекислый газ. В Дагестанском педагогическом институте установили: термоминеральная вода— прекрасная питательная среда для зеленых одноклеточных. Биомасса, полученная таким способом, обходится дешевле. Кроме того, тепло термоминеральных вод позволяет выращивать хлореллу круглый год.

Растворенные в подземной воде соли делают ее источником ценных химических элементов. Мало кто знает, что йод в промышленных масштабах получают в основном из подземной воды. Для этой цели пригодны растворы с концентрацией 20—-25 мг йода на 1 л. До сегодняшнего времени считали, что самое большое содержание йода в подземных водах Северной Италии, в Сальсомаджоре (более 500 мг на 1 л). Теперь в СССР и США найдены месторождения, где концентрация йода еще больше.

Фото. Гейзеры в долине реки Паужетки (Камчатка)

Кроме йода из этих вод можно добывать бром, бор, калий, литий, магний, вольфрам, германий, мышьяк, рубидий, цезий, стронций. В нашей стране три четверти брома получают из подземных вод. В США пятая часть всех известных запасов лития находится в виде водных растворов под землей. Вот почему многие специалисты считают: «жидким рудам» принадлежит большое будущее.

Но хотя месторождения геотермальных вод, как мы говорили, встречаются чаще, чем сухого пара, их число все-таки ограничено. Конечно, даже уже открытые месторождения подземного тепла позволят сэкономить миллионы тонн топлива, но они не решат энергетических проблем в целом.

Казалось бы, все ясно, и спорить не о чем. Геотермия — вещь и нужная, и полезная во многих отношениях, только бесперспективная в планетарном масштабе. Однако мы слишком мало знали о ней.

Вот перед нами прогноз американских специалистов: геотермальная энергия в ближайшие двадцать лет может дать только для Запада США 400 тыс. мегаватт энергии, то есть больше, чем все современные электростанции США. Напомню, по выработке электроэнергии эта страна сейчас на первом месте в мире.

Что это—неоправданный оптимизм или трезвый расчет?

До сих пор речь шла о том, что в буквальном смысле лежит на поверхности. И пар, и горячую воду природа сама дает прямо в руки человека — бери и пользуйся. Ну а если заглянуть поглубже? Известно, что температура по мере продвижения в глубь Земли растет. В некоторых местах, называемых геотермальными аномалиями, уже на глубине 3—4 км очень жарко: 170—200°С. Специалисты считают, что блоки нагретых сухих горных пород — это самые ценные геотермальные ресурсы!

В сравнении с месторождениями горячей воды и пара они просто великаны. Но можно ли извлечь заключенное в сухих породах тепло? Уже разработано несколько смелых проектов. Идея, лежащая в их основе, предельно проста. В пробуренную скважину под давлением закачивают холодную воду. Она проходит через систему трещин искусственного или естественного происхождения. Подземное тепло превращает ее в пар, который возвращается на поверхность земли по другой скважине и подается на турбину ГеоТЭС. Конденсат вновь поступает в первую скважину, и все начинается сначала. Цикл замкнут!

В сущности, принцип тот же, что и на тепловых электростанциях: сжигаемое топливо нагревает воду в котле, а образующийся пар поступает на турбину. Отличие лишь в том, что на будущих ГеоТЭС топка и паровой котел под землей: их роль выполняют сухие нагретые породы. Здесь не будет никаких вредных выбросов, а значит, источников зловещих смогов.

А перспективы? Они поистине грандиозны. Расчеты, выполненные в Государственном научно-исследовательском энергетическом институте имени Г. И. Кржижановского под руководством проф. И. Т. Аладьева, дали ошеломляющие результаты. Оказалось, что, построив ГеоТЭС только на некоторых геотермальных месторождениях, можно удовлетворить почти половину сегодняшней потребности в энергии, так как их мощность будет не менее 100 тыс. мегаватт! (Для сравнения: самая мощная в СССР Красноярская ГЭС — 6 тыс. мегаватт.)

Цифры фантастические, но вполне обоснованные. В будущем в нашей стране предполагается построить первые крупные ГеоТЭС: мощностью 200 мегаватт на Камчатке, по 500 мегаватт в Дагестанской АССР, Ставропольском крае, Закарпатье. А ведь это далеко не полный перечень районов, где найдены горные породы с высокой (более 160°С) температурой на глубине менее 4 км.

Дело в том, что пока нет достаточно надежных способов определения геотермальных аномалий. Исключение составляют районы вулканов и места, где природный пар и горячая вода вырываются на поверхность.

Существующие сейчас геологические, геохимические, сейсмические и другие способы не всегда позволяют получить количественные и качественные оценки таких месторождений. Ситуация удивительно напоминает положение дел в нефтедобывающей промышленности начала XX в. Тогда разведка нефти сводилась к отысканию ее следов на поверхности земли. И лишь позже, когда потребность в нефти гигантски возросла, были разработаны новые методы поиска нефтяных месторождений.

Слово «потребность» многое ставит на свои места и объясняет, почему человек до сих пор так мало использует сокровище, в буквальном смысле лежащее под ногами. Ведь на нефть, миллионы лет прятавшуюся под землей, сперва смотрели точно так же. И брали лишь то, что выходило на поверхность. Сто лет назад никому бы в голову не пришло бурить землю, чтобы добыть топливо. Его и так хватало: дрова, уголь вполне удовлетворяли тогдашние потребности.

Нефтехимия произвела настоящую революцию в производстве. Ткани, посуда, лекарства, краски, дорожное покрытие, новые материалы для всех видов промышленности—везде необходима нефть. А о топливе и говорить не приходится.

Фото. Изыскатели геотермальных источников

«Шофер» (chauffeur) в переводе с французского означает «кочегар». Это отзвук тех дней, когда для транспорта требовался уголь, а не бензин. Ныне без нефти не поедет автомобиль, не сдвинется с места тепловоз, не взлетит самолет. Потребность в нефти стала фантастической. Чтобы добыть драгоценную черную жидкость, научились делать то, что еще двадцать лет назад казалось невозможным. Буровые ставят прямо на трясинах, берут нефть с морского дна, появились сверхглубокие скважины.

А геотермальная энергетика? Зачем нужны поиски геотермальных аномалий, разработка новой технологии, когда вся наша жизнь построена на нефти? Но все чаще теперь вспоминают мудрое менделеевское изречение: «Сжигать нефть—все равно что топить ассигнациями».

И потому интенсивно строят атомные электростанции, появились первые автомобили с водородным двигателем, разрабатываются способы улавливания солнечной энергии. Поиски источников энергии продолжаются. И сегодня взоры специалистов обращаются к геотермии; трудно найти более доступный и более «чистый» источник энергии. Хотя и здесь, конечно, не обходится без проблем.

Первая и главная: геотермальные аномалии потому и зовутся аномалиями, что весьма редки. А электростанции строят ведь не там, где можно, а где нужно. В принципе задача эта решается легко. Там, где с глубиной температура повышается равномерно (примерно на 3°С каждые 100 м) и геотермальные аномалии отсутствуют, нужно бурить сверхглубокие скважины — на 10—12 км.

Пока таких скважин нет, потому что не существует бурового оборудования и материалов, способных работать на такой глубине при столь высоких (более 300°С) температурах.

Вторая проблема—коррозия. Это бедствие знакомо практически всем отраслям промышленности. Коррозия оставляет зияющие дыры в стенках химических реакторов, превращает в ржавую труху металлические трубопроводы, прожорливо съедает станки, машины, мосты. Не обошла она и оборудование ГеоТЭС.

Минеральные соли, растворенные в воде,— это и достоинство (ценнейшие химические элементы), и недостаток геотермальных источников.

При строительстве ГеоТЭС необходимы стойкие антикоррозийные сплавы, а они довольно дороги. Правда, получаемые энергия и тепло настолько дешевы, что все расходы окупятся. Такова экономика этого нового дела.

Проблемы вполне разрешимы. В этом убеждает пример атомной промышленности. На первом этапе ее развития возникла потребность в новых сплавах, способных выдерживать высокие температуры, давление, радиоактивное излучение. Ни один из существовавших в то время материалов не отвечал этим жестким условиям. Коррозия быстро приводила его в негодность. Однако довольно быстро были созданы новые сплавы.

Фото. Фумарола

Но есть проблема и посложнее.

Ныне точно установлено, что вблизи горных водохранилищ, а также скважин, в которые нагнетается вода, возрастает сейсмическая активность. Иначе говоря, появляется опасность землетрясений. Поэтому геофизики, подобно опытной медсестре, безошибочно находящей вену больного, должны столь же точно указывать места, где «игла» буровой может безболезненно вонзаться в тело нашей планеты. И хотя опыт и интуиция в этом деле важны не меньше, чем в медицине, основную роль играет математика. Пока специалисты могут назвать такие места с известной долей вероятности. И задача геофизиков состоит в том, чтобы разработать методику, позволяющую уменьшить вероятность ошибки до минимума.

Итак, как видим, проблем довольно

много, ведь дело новое, неизведанное. И среди них есть и довольно неожиданная. Огромные гейзеры, мощными столбами подпирающие небо, оказались не столь уж мощными. Долина гейзеров теперь закрыта для туристов. Некоторые из них, любуясь игрой подземных сил, кидали в устье гейзеров консервные банки и другие предметы. Было очень забавно, когда они вместе с фонтаном воды взлетали на недосягаемую высоту. И вот результат: сегодня самый большой и красивый гейзер больше не существует. «Банками засорили»,— объясняют местные жители.

Это вопиющий пример бездумно-преступного отношения к природным сокровищам. Геотермальные воды — одно из таких богатств, в которых человечество будет нуждаться все больше и больше. Тем внимательнее к ним нужно относиться.

Марина Курячая

Мысль

 
Рейтинг@Mail.ru
один уровень назад на два уровня назад на первую страницу