Таинственность очевидного
Шрифт:
Да, это было давным-давно, однако для многих людей XX века по-прежнему остается необычным. Почти повсюду мы добываем тепло, сжигая топливо. Привычно, но не всегда разумно.
Например, для живущих в Будапеште. Здесь есть особенные бани. Они купальни и одновременно водолечебницы. Зимой в столице Венгрии можно встретить купальщиков, стоящих по горло в воде, на которой плавает шахматная доска. Шахматисты, нахлобучив меховые шапки, не торопятся заканчивать игру. Им тепло. Таких бассейнов в Будапеште десятки. Ежедневно сюда поступает целебная вода из подземных минеральных источников. Миллионы жителей города пользуются чудесным даром природы.
В предгорьях Кавказа, неподалеку от Нальчика, находится бальнеологический курорт Долинск. Там из скважин поступает высокоминерализированная вода температурой 78 °C.
Недалеко от Нальчика расположена столица Дагестана— Махачкала. Десятки скважин подают здесь с глубины 1–1,5 километра горячую слабоминерализированную воду. Трубы протянулись к предприятиям, жилым домам и даже к заводу минеральных вод. Миллионы бутылок лечебной воды наполняются из тех же скважин. Правда, это лишь отдельные примеры.
Ныне только единственная в мире страна Исландия сумела полностью использовать тепловые богатства недр. Тут практически нет труб, дымящих от сжигания горючих ископаемых. Горячие воды отапливают предприятия, жилые дома и теплицы. Исландии в этом смысле повезло. Она расположена на вулканическом острове.
В далекие времена люди начали использовать тепло земных глубин. Начали с постройки бань. Среди них есть похожие на дворцы и обыкновенные постройки. В Тбилиси — это памятник архитектуры, на курильском острове Кунашир — обычное, скромное здание. Рядом с ним вырыт колодец 3-метровой глубины. В нем постоянно бурлит крутой кипяток. Здесь природа сама предлагает свои дары. А сколько есть мест, где скважинная добыча может дать такие же результаты!
Жаркая — холодная земля
«Разгорелся внутри Камчатки пожар. Даже океан не в силах одолеть огонь. Закипает вода». Такими рассказами пугали маленьких эвенков их родители. Теперь эвенки этого не боятся. Без страха ставят на горячие источники кастрюли, готовят душистую гольцовую уху. Они поняли: жар земли — добрый жар.
Полуостров Камчатка, пожалуй, единственное место в нашей стране, где глубинное тепло открыто демонстрирует свои возможности в любых проявлениях. Сказочная красота Долины гейзеров. Бьют обжигающие жаром фонтаны, кипят маленькие озерца, булькают грязевые котлы. Удивительна и долина реки Паужетки. Горстка разноцветных домиков, клубы пара, линия высоковольтной электропередачи, бегущая отсюда к Охотскому морю, недалеко вершины вулканов. С них, пожалуй, и начнем.
Вулканов на планете много. Эти огнедышащие горы извергают на поверхность расплавленную лаву. Они — источник катастроф. В 1883 году в далекой Индонезии разбушевался вулкан Кракатау. Если бы такая катастрофа произошла с одним из камчатских вулканов, то отголоски ее услышали бы даже на западе нашей страны, в Ленинграде и Архангельске. Вулкан выделил огромное количество тепла. В 1955 и 1956 годах произошло извержение камчатского вулкана — сопки Безымянной. И в пространстве рассеялось энергии столько, что на ней могли бы работать все электростанции Советского Союза до начала XXI столетия. Эта энергия накапливается в подземных «печах» с температурой свыше 1000 °C. Они спрятаны в недрах сравнительно неглубоко.
Есть на Камчатке Авачинская Сопка, рядом с ней протекает река Авача. Здесь можно заложить два ряда скважин. В первый ряд мощными насосами закачивать холодные воды, из второго ряда перегретый пар будет поступать прямо к турбинам электростанций. Так может продолжаться в течение сотен лет.
Американцы уже попробовали сделать подобное. В горах штата Нью-Мексико скважины достигли нагретых гранитных пород. Стали нагнетать холодную воду, обратно потекла горячая. Полагают, что таким способом в США вскоре будут получать несколько процентов энергии от общего ее производства. Огромный город Сан-Франциско может обеспечиваться электроэнергией из района Гейзере. Здесь под землей спрятано пароводяное месторождение, а на поверхности работает геотермическая электростанция.
Много горячих точек в толще земных пород. И хотя не все из них легкодоступны, использование подземного тепла с каждым годом будет расширяться. Правда,
Ракета для недр
Она изобретена. Принцип ее действия в целом ясен. Для проникновения в недра ракета должна лететь как бы задом наперед. В ее головной части устанавливают ряд сопел, из которых с огромной скоростью вырывается раскаленный газ. Он прожигает земную твердь. В каждом реактивном отверстии скорость различна. Она регулируемая. Поэтому есть струи, разрушающие и удерживающие ракету в забое. В этом одна из особенностей необычной буровой установки. Тот, кто видел современные буровые вышки, замечал десятки крутящихся, ползущих вверх и вниз деталей. Ведь проникновение в недра традиционно связано с ударно-вращательным движением. А вот в подземной ракете — изобретении советского инженера М. И. Циферова — нет ни одной подобной детали. Очень важный факт. Именно то, что трется или движется в механизмах, чаще всего выходит из строя.
Представьте себе прочную трубу, конус с соплами — отверстиями, крышку на трубе, электрозапальное устройство и пороховые заряды внутри. Вот и все. Вместо пороха можно использовать сжатый или сжиженный газ. В этом случае добавляются лишь детали регулировки подачи и дозирования газа. Вполне пригодно и жидкое топливо.
Ныне глубинное механическое бурение одной скважины подчас растягивается на годы. Реактивный бур преодолевает 1 километр за считанные минуты. Всего 20 секунд достаточно, чтобы пробурить колодец глубиной 20 метров и диаметром 1 метр. Ширина отверстия может в случае необходимости достигать десятков метров. Правда, с помощью твердого топлива и сжатого газа глубоко в недра проникнуть трудно. Не хватит запасов энергии, а вот ракетный снаряд на жидком топливе сможет проникнуть в глубокие недра Земли.
Для сверхглубокого бурения проектируется ракета многократного использования. Она должна сама вырабатывать породоразрушающую силу. Должна сама и возвращаться из недр. Заправляться горючим. Опять устремляться вглубь. Как и космические ракеты, ее будут запускать со специальной платформы с направляющими стапелями. Умные автоматические устройства будут управлять ее движением. Кажется, самое сложное— придумать способ возврата реактивного снаряда?
Однако принцип действия этого «челнока» в целом найден. Кончилось основное топливо. То, которое сжигалось для разрушения прочных пород. Пора возвращаться на заправку. Автоматически выключаются дюзы удержания бура в забое. Реактивная тяга буровых сопел стремительно выталкивает из скважины ракету.
Чтобы создать невиданный доселе буровой снаряд, требуются знания, труд и время. И еще союз инженеров-ракетчиков, горняков, специалистов по материалам и автоматизации. С их помощью будут возводиться сотни геотермальных электростанций.
ГеоТЭС. Что это?
Италия. Район Лардарелло. Здесь вулканическая зона земной коры. Из недр течет горячая вода, выходят пар и газы. Каким образом их использовать? Такой вопрос задал себе инженер Д. Конти. Было это в начале нашего века. А в 1904 году на парогазовой энергии заработала машина, вырабатывающая электричество. Вскоре она заглохла. Горячие газы вывели из строя первую в мире геотермальную электростанцию — ГеоТЭС. Газы, соединяясь с охлаждающей в трубах водой, создавали смесь химических соединений, разъедающих металл. Притом вред наносили в общем-то необходимые людям вещества. Опять принялись за исследования. В конце концов научились предварительно очищать источник тепловой энергии от вредных примесей. Нашли полезное применение и отходам. В Лардарелло вновь начали устанавливать турбины небольших ГеоТЭС. В 1913 году поставили первую, в 1914 — сразу три, потом еще… Так в Италии зародился новый вид безотходного производс 'ва электроэнергии и тепла с одновременной добычей химических веществ. Сотни вагонов серы, углекислого газа, борных и аммониевых продуктов вывозят отсюда на различные предприятия. Принцип работы ГеоТЭС несложен. Особенно при прямом использовании природного пара. Из скважины он сразу поступает в турбину, вращает ее лопасти. Такая ГеоТЭС может быть даже переносной.