Геотермальні джерела енергії
З давніх-давен люди знають про стихійні прояви гігантської енергії, що тається в надрах земної кулі. Пам'ять людства зберігає перекази про катастрофічні виверження вулканів, які забрали мільйони людських життів, невпізнанно змінили вигляд багатьох місць Землі. Потужність виверження навіть порівняно невеликого вулкана колосальна, вона в багато разів перевищує потужність найбільших енергетичних установок, створених руками людини. Щоправда, про безпосереднє використання енергії вулканічних вивержень говорити не доводиться, немає поки що у людей можливостей приборкати таку непокірну стихію, та й, на щастя, виверження відбуваються не скрізь і не так часто. Але все ж таки – це прояви невичерпної енергії, що таїться в земних надрах, крихітна частка якої знаходить вихід через жерла вулканів.
Маленька європейська країна Ісландія (у перекладі – «Країна льоду») повністю забезпечує себе помідорами, яблуками і навіть бананами! Численні ісландські теплиці одержують енергію від Землі – інших місцевих джерел енергії в Ісландії практично немає. Ця країна дуже багата на гарячі джерела і знамениті гейзери – фонтани гарячої води, що виривається з-під землі. І хоча не ісландцям належить пріоритет у використанні тепла підземних джерел (ще древні римляни до знаменитих лазень – терм Каракалли – підвели воду з-під землі), мешканці цієї маленької північної країни експлуатують підземну котельню дуже інтенсивно.
Але не тільки для опалення люди черпають енергію з глибин землі. Вже давно працюють електростанції, які використовують гарячі підземні джерела. Перша така електростанція, зовсім ще малопотужна, була побудована 1904 р. у невеликому італійському містечку Лардерелло, названому так на честь французького інженера Лардереллі,який у 1827 р. склав проект використання численних у цьому районі гарячих джерел. Поступово потужність електростанції зростала, до ладу вступали нові агрегати, використовувалися нові джерела гарячої води й у наші дні потужність станції досягла вже великої величини – 360 тис. кВт. У Новій Зеландії існує така електростанція у районі Вайракеї, її потужність 160 тис. кВт. У 120 км від Сан-Франциско США виробляє електроенергію геотермальна станція потужністю 500 тис. кВт.
Підземні води, як жива кров планети, переносять природне тепло Землі на поверхню. Маючи велику рухливість і високу теплоємність, вони відіграють роль акумулятора і теплоносія. Вони або накопичуються у водоносних горизонтах, або виходять поверхню землі теплими чи гарячими джерелами, інколи ж вириваються як пароводяних сумішей. Це гейзери та фумароли (фахівці їх називають парогідротермами). Виходи парогідротерм – дуже ефектне видовище: із шипінням та свистом струменя пари або перегрітої води вириваються з-під землі та здіймаються вгору. Так, гейзер «Старий служака» в Єллоустонському парку регулярно, через кожні 53–70 хвилин викидає струмінь гарячої (більше 90° С) води на висоту 30–45 м. А найбільший гейзер у Камчатській Долині гейзерів – «Великан» – видає гарячої води на 30-35 м вгору, а стовп пари піднімається набагато вище - до 300-400 м.
Парогідротермальні родовища відомі в Ісландії, Гренландії, Новій Зеландії, Індонезії, Японії, США, Чилі, Сальвадорі та інших країнах. Тепло підземних вод широко використовується в Італії, де з початку століття працюють геотермічні станції. Найбільші родовища – в Тоскані та в районі Неаполя, де свердловини виводять пароводяну суміш із температурою 200–245°С.
В Ісландії, якуназивають країною вулканів та гейзерів, близько 7 тис. гарячих джерел. Їхня загальна потужність понад 1 млн ккал/с. Рейк'явік (столиця Ісландії) розташований поблизу Північного полярного кола повністю теплофікований за рахунок термальних вод. Води гарячих джерел тут використовуються не тільки для опалення, а й для міських теплиць та оранжерів, у яких вирощують квіти, овочі та навіть цитрусові.
У нашій країні гарячими джерелами особливо багаті Камчатка та Курильські острови – райони сучасного вулканізму. Джерела, що фонтанують пором і окропом, відомі в цих краях давно (деякі з них описані ще в 40-х роках XVIII ст. Крашенінниковим), проте розвідувальне буріння почалося там лише в 1958р. У районі річки Паратунки було споруджено першу в нашій країні геотермальну електростанцію, а з 1967 р. на Паужетських термальних джерелах за 200 км від Петропавловська-Камчатського діє геліотермальна електростанція потужністю 15 тис. кВт.
Використовувати воду з температурою нижче 100°С для енергетики вважається економічно невигідним, але цілком придатна для теплофікації: опалення будинків, обігріву теплиць, для лазень, басейнів. Сотні міст та населених пунктів України, України, Середньої Азії, Закавказзя перейшли на таке природне теплопостачання. Це надзвичайно вигідно економічно. Але головна перевага тепла, що отримується з надр, – екологічна чистота та відновлюваність. Зрозуміло, неконтрольований забір теплої води може рано чи пізно призвести до виснаження джерел. Щоб цього не сталося, розроблено методику замкнутої системи, за якою остигла або звичайна холодна вода повертається у високотемпературний пласт. По одній свердловині закачують холодну, а по іншій одержують гарячу воду. Створюється надійна, практично «вічна» замкнутациркуляція. Підземна котельня такого типу створена, наприклад, у Грозному.
За вельми наближеними оцінками, прогнозні запаси термальних вод (від 50 до 250° З) нашої країни становлять щонайменше 20 млн. м 3 води на добу. Цей величезний резерв екологічно чистої теплової енергії може замінити до 150 млн. т органічного палива. Одна з найпотужніших свердловин у Дагестані (в селі Берікей) дає величезний приплив гарячої води, що використовується для обігріву. У рік ця свердловина виносить із водою 330 т йоду та 450 т брому (це приблизно 3% світового виробництва брому). У нашій країні майже весь бром і більшість йоду видобувають із підземних вод, не дарма їх називають промисловими підземними водами.