В Исландии введена в эксплуатацию геотермальная станция, работающая на магме глубиной 2100 м

Бурение земной коры нередко имеет неожиданные результаты. Так, самая глубокая скважина мира, Кольская, некогда была пробурена в очень неудачном месте: самые глубокие породы, на которые она была нацелена, проанализировать с её помощью так и не удалось. Но бывает и наоборот.

В 2009 году буровая скважина «Крафла» на северо-востоке Исландии достигла жалких 2 100 м — и внезапно попала в «карман» из магмы! Ранее лишь в одном случае бурение добиралось до магмы под землей, и тогда, в 2008 году на Гавайях, глубина была не столь малой.

Поскольку температура магмы равна 700–1 300 °C, ценность этого ресурса вполне очевидна, что привлекло внимание учёных всего мира к доселе неизвестной скважине IDDP-1 (Icelandic Deep Drilling Project). Она была пробурена специально для выявления потенциальных источников геотермальной энергии в исландских недрах, но на такой успех никто не рассчитывал.

Дело в том, что сегодня геотермика использует, по сути, гидротермальную энергию, то есть уже готовую горячую воду земных недр, обычно не очень глубоких (иначе — дорого). Альтернативный подход — продвинутая геотермальная энергетика — предусматривает именно чисто геотермальный сценарий, когда вода закачивается в раскалённую породу сверху. Чтобы быть успешной, такой методе требуются скалистые недра, из которых вода не сможет утечь. Но самый эффективный способ повышения отдачи — гидроразрыв пласта, после которого закачанная вода резко нагревается за счёт контакта с большим количеством породы и превращается в пар, — несет в себе угрозу потери части теплоносителя. Пока успехи на этом поприще сводятся к опытным электростанциям, и в любом случае такая технология может провоцировать искусственные землетрясения.

Эксплуатация готовой магмы — совсем другое дело. Здесь невозможен и не нужен гидроразрыв пласта. Даже если потребуется закачка воды (хотя часто магма сама испаряет подземную воду и гонит её наверх), она проходит в один этап. В исландском случае даже до неё из-под земли забил фонтан пара — сверхкритической воды, нагретой до 450 °С.

Как подчёркивает Уилфред Элдерс (Wilfred Elders) из Калифорнийского университета в Риверсайде (США), исландская Национальная энергетическая компания решилась на серьёзные инвестиции в этот проект и, как теперь понятно, получила отдачу.

Два года сверхперегретый пар поступал из теплообменной стальной трубы с опущенным в скважину нижним концом, и его температура была рекордной для геотермальной энергетики — ведь многие ГеоТЭС работают с водой, нагретой до 60–80 °С.

Потенциал этой скважины был равен 36 МВт электрической мощности; она дала больше половины всей мощности ГеоЭС «Крафла». К сожалению, поломка клапана на электростанции заставила временно закупорить скважину, однако её намерены ввести в строй в самом ближайшем будущем, и, что ещё более важно, теперь точно ясно, что генерация электричества от нагреваемой магмой воды вполне достижима в промышленных масштабах.

По оценкам специалистов, в том числе соавтора г-на Элдерса по ряду работ, написанных им по свежим следам использования магматического тепла, встретить магму на такой малой глубине было неожиданностью, но это вовсе не идёт вразрез с некоторыми наиболее смелыми прогнозами по глубине нахождения отдельных островков магмы.

Пока не вполне ясно, насколько опасным может быть такое бурение: специалисты уверены, что в данном случае подземная проходка рядом с этой чреватой субстанцией не привела к негативным сейсмическим последствиям, однако нужно накопить побольше опыта таких мероприятий, прежде чем можно будет уверенно заявлять, что получать энергию из магмы можно прямо посреди большого города.

Вопрос о «бурении среди города» может показаться надуманным, но стоит отметить, что 90% домов в Исландии отапливаются низкопотенциальным теплом геотермальных источников, и, кроме непосредственного извлечения электроэнергии, утилизация остаточного тепла пара для отопления действительно имела бы смысл. Впрочем, для развертывания такого отопления «на магме» и впрямь нужно накопить опыт безопасной эксплуатации.

Стоит также сказать, что из-за высокой температуры непосредственно на выходе из скважины вода в IDDP-1 находилась не в состоянии пара, а в сверхкритическом, когда её можно использовать не только для получения энергии, но и для утилизации различных отходов, а также в некоторых отраслях химической промышленности.