Пока человечество совершает первый шаг на пути использования энергии недр. О результатах и перспективах этого первого шага стоит поговорить немного подробнее.
Первый шаг за глубинным теплом Земли люди сделали там, где пылают огнями извержений вулканы. В вулканических областях вблизи действующих или недавно угасших вулканов запасы подземного тепла находятся ближе всего к поверхности Земли. Подземные воды вулканических областей на небольшой глубине имеют высокую температуру, местами превращены в пар, находящийся под давлением в несколько атмосфер. Горячие воды и струи перегретого пара по трещинам вырываются прямо в воздух в виде горячих источников, гейзеров, сольфатар[47]. Эти струи горячей воды и пара легко использовать, заключив их в трубы. А можно пробурить скважины к подземным резервуарам кипящей воды и пара. Природная пароводяная смесь может обогревать жилища, вращать турбины электростанций, приводить в движение паровые машины…
Подземные паровые котлы вулканических областей уже используются в некоторых государствах. Пионером практического применения глубинного тепла стала страна вулканов Италия.
Еще в июле 1904 года итальянские инженеры направили струю природного пара в небольшую турбину, соединенную с динамомашиной, и получили первую геотермическую электроэнергию.
Наиболее удобное для использования месторождение природного горячего пара расположено в Италии в окрестностях города Тосканы, в двухстах километрах на северо-запад от Рима. Это месторождение известно под названием Лардорелло.
В районе Лардорелло итальянские энергетики построили первые геотермические электростанции. До 1930 года создавались лишь мелкие электростанции. Быстрое развитие новой отрасли энергетики началось после окончания второй мировой войны. В 1932 году геотермические электростанции Италии выработали пятьдесят миллионов киловатт-часов электроэнергии; в 1955 году они дали уже свыше двух миллиардов киловатт-часов, то есть более шести процентов всей электроэнергии, производимой в Италии. Производство геотермической электроэнергии продолжает расти. В районе Лардорелло сейчас действуют свыше ста восьмидесяти буровых скважин, дающих природный пар для семи энергетических установок. Мощность крупнейшей из тосканских геотермических электростанций около пятисот тысяч киловатт. Температура пара, получаемого из скважин, достигает двухсот сорока градусов, его давление — трех — шести атмосфер. Струи пара и смеси пара и кипящей воды вырываются из скважин со скоростью до четырехсот пятидесяти метров в секунду.
Известный советский вулканолог профессор В. И. Влодавец, побывавший в Лардорелло, пишет, что в районе Тосканы природный пар используют по-разному. В одних случаях неочищенный пар прямо из скважин поступает в турбины, приводящие в движение генераторы электроэнергии. Из турбин уже частично охладившийся пар направляется на химические заводы, где из него извлекают борную кислоту, соли аммония, серу и еще многие ценные вещества. В других случаях природный водяной пар сначала очищают от примесей на химических заводах, потом нагревают неочищенным паром и полученный вторичный чистый пар направляют в турбины электростанций.
Таким образом, пар и термальные воды вулканических областей дают не только электроэнергию, более дешевую, чем энергия гидростанций, но и сырье для химической промышленности. Поэтому рядом с геотермическими электростанциями обычно строятся химические заводы.
В другом вулканическом районе Италии, на Флегрейских полях вблизи Неаполя, перегретый пар получают с глубины двух километров. Здесь также построены небольшие геотермоэлектростанции. В некоторых районах Италии — в окрестностях Везувия, на острове Сицилия, на островах Иския и Вулькано и на севере страны — сейчас развернуты поисково-разведочные работы для обнаружения новых подземных резервуаров горячей воды и перегретого пара. На месторождениях пара, недавно обнаруженных бурением на острове Иския, уже построены опытные геотермические электростанции.
За последние пятнадцать — двадцать лет использованием глубинного тепла для получения электроэнергии заинтересовались в Новой Зеландии, Исландии, Японии, в Канаде и Калифорнии, в Чили, на Азорских островах, на Яве и в Гренландии. На северном острове Новой Зеландии бурение на перегретый пар было начато в 1948 году. Вблизи выходов горячих источников у озера Таупо построена первая новозеландская геотермическая электростанция мощностью более сорока тысяч киловатт. В дальнейшем мощность этой станции предполагается значительно увеличить.
47
Сольфатары — струи сернистых газов и водяных паров, выделяющихся из трещин горных пород вблизи вулканов.