«Улучшенной геотермальной энергетике» дали зелёный свет

Бюро по управлению государственными землями США разрешило первый масштабный проект, который использует новые геотермальные технологии, — создаваемую компанией AltaRock Energy экспериментальную ГеоЭС Newberry EGS Demonstration.

Несмотря на то что ещё в 2007 году учёные из Массачусетского технологического института (США) заявили, что мировой извлекаемый потенциал по получению энергии от «продвинутых геотермальных технологий» равен 200 секстиллионам джоулей (10²¹), на практике их освоение по большему счёту не начиналось.

Но сначала немного о том, что представляют собой эти «продвинутые геотермальные технологии». По сути, нынешняя «геотермальная» энергетика должна называться гидротермальной, ибо основана на бурении скважин там, где есть подповерхностная горячая вода. Это скорее «охота и собирательство», нежели планомерная эксплуатация ресурсов: результат (воду нужной температуры на нужной глубине) гарантировать сложно, и даже если горячая вода бьёт из скважины сегодня, то через 10 лет её там может уже не быть.

Наилучший результат достигается тогда, когда гранитный слой изолирует горячие породы. Но чтобы глубина такого слоя была небольшой, закачку воды надо вести в районах типа вулкана Ньюберри (внизу). (Здесь и ниже илл. AltaRock Energy.)

Ещё в СССР поднимался вопрос о возможности более интенсивной эксплуатации именно геотермальных ресурсов — путём закачки воды под давлением в горячие сухие скальные породы, с последующим её подъёмом на поверхность и генерацией с её же помощью пара. По мере роста цен на энергоносители сходные идеи стали циркулировать и в США. Enhanced geothermal system (улучшенные геотермальные системы) — это именно о данном подходе. В отличие от гидротермального, его можно применять примерно на 20% всей земной поверхности (где горячие породы не глубже 3 км), а не только там, где есть поверхностные выходы геотермальных источников.

Компания AltaRock Energy — один из немногих игроков американского энергетического рынка, пытающихся действовать на этом поле. Её проект на базе вулкана Ньюберри в штате Орегон предполагает создание ГеоЭС, закачивающей под землю воду под давлением в 126–174 атм. Зачем так много? Дело в том, что в сплошных вулканических скальных породах слишком мало трещин, чтобы туда можно было закачать достаточный для генерации требуемого количества пара объём воды. Поэтому необходимо то, что разработчики называют «геотермальным стимулированием». По сути, это нечто похожее на нагнетание воды в нефтяные скважины для увеличения их дебета. Как и при гидроразрыве пласта, в твёрдых породах, куда попадает вода под давлением, возникают трещины; в них-то и можно «залить» любые требуемые объёмы. Чтобы стабилизировать процесс, AltaRock Energy намерена создать поверхностные резервуары, которые обеспечат равномерное поступление воды к мощностям ГеоЭС.

Весь демонстрационный проект оценён в $44 млн, а глубина бурения и последующей закачки воды не превысит трёх километров. Иначе стоимость такой проходки сделает проект экономически малоцелесообразным.

Нынешняя «вторая фаза», в которой гидроразрыв вулканических пород ещё только испытывается, должна завершиться в 2014 году. По расчётам, новые методы позволят AltaRock добиться себестоимости геотермальной энергии в районе 4 центов за киловатт-час. Притом что эти цены в два с лишним раза ниже среднеамериканских, стоит отметить, что новая геотермальная энергетика ещё до своего полномасштабного внедрения уже вызвала опасения из-за возможности провоцирования вулканической активности. Повторим: по сути, она основана на гидроразрыве пластов вулканических пород, а это тот опыт, которого человечеству пока не хватает. Компания парирует это тем, что гидроразрыв пластов, применяемый в добыче нефти и сланцевого газа, гораздо страшнее, ведь давление закачиваемой там воды достигает 680 атмосфер (известный в советское время логический приём «А в Америке негров вешают»), а склонность к образованию трещин у скальной породы меньше, чем у нефтегазоносных.

Пока в районе вулкана Ньюберри речь идёт о сравнительно маломасштабных закачках воды. Но некоторые специалисты уже опасаются последствий в виде индуцированной сейсмичности.

В Швейцарии правда, считают, что полная ясность с безопасностью придёт только с практикой. Не желая выступать в качестве объекта такой практики, в 2009 году власти этой страны запретили использование у себя «улучшенных геотермальных систем». Этому предшествовало известнейшее дело о спровоцированных землетрясениях в Базеле. Тогда, после закачки воды под давлением, осуществлённой 2 декабря 2006 года в районе столицы полукантона Базель-Штадт, произошло более 170 толчков, длившихся до 2 февраля следующего года. Хотя сильнейший из них не превысил 3,4 балла, долгая историческая память швейцарцев сразу напомнила им о событиях 1356 года, когда Базель был уничтожен землетрясением.

Ну а американские эксперты уверены в том, что решение закачивать воду возле Базеля было не слишком взвешенным: город находится на границе геологического разлома. Разумный подход к улучшенным геотермальным системам исключит опасность подобных инцидентов, уверены они. Что ж, подождём развития событий на примере самих США.

Подготовлено по материалам NewScientist.