Великобритания геотермальная: кипение под поверхностью?

В новом докладе Британской геологической службы (BGS) говорится, что единственный способ, которым Великобритания может достичь своего целевого показателя чистых нулевых выбросов к 2050 году, — это исследовать под поверхностью Земли, используя геотермальную энергию для достижения своей цели. Но как много геотермальной энергии находится в Великобритании?

Геотермальный потенциал Великобритании известен уже на протяжении десятилетий. В то время как высокая стоимость и опасения по поводу его связи с сейсмической активностью исторически заставляли инвесторов опасаться, новый толчок для ресурса находится на горизонте. Исследователи BGS присоединились к геологам со всей страны в докладе, опубликованном в журнале Petroleum Geoscience, в котором содержится настоятельный призыв к поставщикам энергии обратить свое внимание на этот неиспользованный ресурс, обозначив геотермальную энергию, улавливание и хранение углерода и биоэнергию с улавливанием и хранением углерода как «критические» для продвижения Великобритании к своей цели.

Тем не менее, необходима дальнейшая фундаментальная работа, прежде чем геотермальная энергия сможет полностью раскрыть свой потенциал, а также проведение исследований в области недр страны для лучшего понимания ее ресурсов и свойств. Даже имея такую информацию, все еще есть те, кто поддерживает источник энергии, который может удовлетворить лишь небольшую часть потребностей страны в электроэнергии. Итак, как на самом деле выглядит геотермальный ландшафт в Великобритании?

Толчок к геотермальным работам

«Великобритания пережила эпоху дешевого газа, широко используемого для отопления», — говорит доктор Джон Басби, специалист по геотермальной энергии в BGS. «Это изначально шло из Северного моря, но с истощением этого источника энергии и необходимостью декарбонизации возникла острая необходимость в замене природного газа.”

Предыдущие геотермальные проекты не были реализованы из-за финансовых проблем, однако причины для развития этого ресурса остаются столь же сильными, как и прежде. В зависимости от более стабильного источника энергии, чем солнечная или ветровая, геотермальные станции работают более чем в 90% случаев и используют гораздо меньше земли на МВт, чем другие возобновляемые источники энергии. Как говорится в докладе BGS, с 99,9% планеты при температуре выше 100°C, геотермальные является возобновляемым ресурсом с большим потенциалом.

«Геотермальная энергия для отопления может играть важную роль, — говорит Басби, — поступающая либо из глубоких осадочных водоносных горизонтов, где вода достаточно горячая, чтобы использоваться непосредственно для отопления, либо из неглубоких грунтовых тепловых насосов.”

«Большая часть технологии, используемой для геотермального отопления, является зрелой, — добавляет он, — но необходимы исследования, чтобы применить эту технологию к геологическим условиям Великобритании. Существуют риски, связанные с бурением скважин для получения доступа к глубоким геотермальным ресурсам, и эти риски необходимо количественно оценить для привлечения инвестиций из энергетического сектора. Геотермальная энергия требует бурения скважин для пересечения глубоких разломов, но природа и ориентация этих разломов недостаточно изучены для быстрого внедрения этой технологии.”

Геоэнергетические обсерватории строятся в Кардиффе, Глазго и Чешире – по заказу Совета по исследованию природной среды, чтобы получить представление о недрах Великобритании. Информация, собранная с этих объектов, будет способствовать информированию о развитии геотермальных технологий, причем объекты в Кардиффе и Глазго будут конкретно ориентированы на мелководные геотермальные источники. Такие исследования рассматриваются как единственный способ увидеть источник энергии в более широком масштабе, и Басби говорит, что этот тип исследований «предоставляет данные, необходимые для планирования и разработки будущих схем.”

Где эта технология используется в настоящее время?

По вопросу о том, где нужно искать для установки геотермальных установок, Басби говорит, что в то время как наземные тепловые насосы могут быть установлены практически в любом месте, не все регионы подходят для глубокой геотермальной энергетики.

«Прямое использование глубоких геотермальных вод для нагрева требует наличия горных пород на глубине, с которой вода может быть забрана и повторно введена после использования”, — говорит он. «Для производства геотермальной энергии требуется температура 160 градусов по Цельсию или выше на глубинах, которые не слишком глубоки, поскольку в противном случае затраты на бурение слишком высоки. В настоящее время это ограничивается областями, где в пределах земной коры встречаются граниты с высоким тепловыделением.”

С учетом этих особенностей юго-запад Англии является наиболее благоприятным регионом. Корнуолл в частности является главным местом для геотермальной активности, с одним исследованием, показывающим обширный гранит графства, он мог бы обеспечить пятую часть власти Великобритании, если правильно использовать его. В настоящее время геотермальная электростанция разрабатывается в Юнайтед-Даунс, где в зоне разлома были пробурены две скважины. Более поздняя установка электростанции мощностью 1-3 МВт ожидается, если испытания циркуляции окажутся успешными, с прогнозами, указывающими, что завод может сократить выбросы парниковых газов более чем на 3000 тонн в год, по сравнению с обычной генерацией.

В настоящее время в регионе также осуществляется геотермальный проект Eden. Проект промышленных исследований пробурит скважину глубиной 4,5 км в проекте Eden, используемую для обогрева его биомов, теплиц и офисов на первом этапе двухэтапного проекта.

Есть ли какие-то ограничения?

В докладе Международного энергетического агентства, высоко оценив усилия Великобритании по декарбонизации, было рекомендовано стране продолжать уделять основное внимание нефти и газу как ведущим источникам энергии. Агентство поддержало продолжение импорта этих видов топлива в дополнение к добыче любых остающихся внутренних запасов, заявив, что эти ресурсы, вероятно, останутся важнейшей частью энергетического баланса страны. Кроме того, Басби сказал, что даже при наличии необходимых исследований в области геотермальной энергии, она, вероятно, будет ограничена для использования на внутреннем, местном уровнях.

«Геотермальная энергия вряд ли когда-либо будет генерировать более нескольких процентов потребностей Великобритании, — говорит он, — но она может способствовать местным, устойчивым решениям в области зеленой энергетики.”

При этом не стоит недооценивать значение геотермальных источников на мелкомасштабном уровне. Яркий пример его преимуществ можно увидеть на примере проекта BGS в Кардиффе. Здесь, пилотная схема подземного отопления изучила использование геотермальных источников для обогрева здания школы, с городской Гео-обсерваторией, собирающей данные из проекта. Хотя существуют физические ограничения на количество воды и тепла, которые могут быть извлечены, общие выводы показывают, что даже небольшое количество тепла из запасов может обеспечить низкоуглеродистый нагревательный раствор. Исследователи говорят, что это может быть применено в масштабах всего района как в жилых, так и в коммерческих зданиях.

Хотя геотермальная энергия, по-видимому, остается слишком специфичной для использования на национальном уровне, результаты BGS указывают на то, что этот ресурс все еще может принести значительные выгоды Великобритании, и при правильном проведении исследований страна может занять лидирующее место в этой многообещающей глобальной отрасли.

Елизавета Коробкова

Редактор ЭНЕРГОСМИ.РУ