ОБЩИЕ ВОПРОСЫ
С экономической точки зрения наиболее перспективны геотермальные месторождения с преобладанием пара, которые дают сухой, т. е. перегретый, пар с некоторым количеством различных газов и воды, причем последнюю они могут и не содержать. Помимо механического удаления частиц пыли и осколков породы на выходе из скважин, другой обработки пара обычно не требуется, и пар непосредственно подводится к турбине для выработки электроэнергии. В настоящее время в промышленной эксплуатации находятся месторождения сухого пара в ЛардерелЛо (Италия), Долине Больших Гейзеров (США) и Мацукаве (Япония).
В Монте-Амиата (Италия) эксплуатируются два небольших, но все же экономически выгодных месторождения сухого пара Месторождения такого же типа осваиваются под руководством ООН в некоторых районах Африки, а также Центральной и Южной Америки. После разведки месторождений сухого пара промышленные организации и правительства стремятся ускорить их освоение и приступить к их использованию.
Значительно более распространенными, чем месторождения сухого пара, являются месторождения с преобладанием жидкости или перегретой воды, дающие влажный пар. В таких месторождениях температура на глубине превышает обычную температуру кипения на поверхности, но вода или раствор в бассейне находятся под давлением, превышающим атмосферное, и поэтому не кипят. При выходе жидкоо - ти на поверхность ее давление падает, и она вскипает, так что из скважины поступает смесь пара и горячей воды. Обычно лишь 20% жидкости переходит в насыщенный (влажный) пар, и только этот пар используется для производства электроэнергии. Горячая вода при температуре кипения, составляющая остальные 80%, обычно не используется.
Месторождения влажного пара такого Типа эксплуатируются в настоящее время в Уайракее и Бродлендсе (Новая Зеландия), а также в Японии, Мексике и Исландии. К этому же классу месторождений относятся месторождения горячей соленой воды в Импириал-Валли (шт. Калифорния) и Серро-Прието на северо-западе Мексики.
Еще более распространены месторождения термальных вод с температурой ниже температуры кипения. В Советском Союзе на Камчатке имеется небольшая электростанция, на которой используются природные термальные воды при температуре 81°С для испарения
Фреона, пары которого поступают в турбину. Аналогичная двухком - понентная система с изобутаном вместо фреона действует в долине Импириал-Валли [2]. Существует также двухконтурная геотермальная установка в районе Пекина (КНР), работающая на источнике с температурой 86°С и использующая в качестве вторичного теплоносителя хлористый этил [9]. Обычно природные термальные воды, имеющие температуры ниже точки кипения, используются для обогрева помещений и для обеспечения энергией низкотемпературных процессов.
Наиболее распространены сухие геотермальные месторождения, не содержащие ни пара, ни горячей воды, либо потому, что они непроницаемы для воды, либо потому, что при циркуляции подземные воды их не достигают. В принципе сухие горячие породы, имеющие высокую температуру и являющиеся потенциальным источником энергии, можно обнаружить в любой точке земного шара путем бурения достаточно глубоких скважин. Однако на практике с ростом глубины скважин трудности бурения и его стоимость возрастают по экспоненте. В настоящее время обычные скважины достигают глубины 6000 м, но даже небольшое увеличение этой глубины связано со значительными трудностями.
Поэтому при существующих методах бурения представляют интерес лишь сухие геотермальные-месторождения, расположенные на глубинах не более 6000 м от поверхности Земли. Эти месторождения значительно отличаются по температурам и доступности. В предельных случаях это могут быть скопления горячей лавы, расположенные у поверхности и имеющие температуры выше 1100°С, и области интенсивного охлаждения, сравнительно молодые в геологическом отношении и даже на глубине 6000 м имеющие температуру породы менее 150°С. Пока не существует экономически выгодного метода извлечения энергии из сухих горячих пород в земной коре. Ниже будет рассмотрен ряд предложенных для этого решений. /
