Запаси й поширення термальних вод

До областей поширення родовищ термальних вод відносяться: вулканічне кільце басейну Тихого океану, Альпійський складчастий пояс, рифтові долини континентів, серединно-океанічні хребти, платформні занурення й передгірні крайові прогини.

По своєму походженню родовища термальних вод можна підрозділити на два типи, що різняться способом переносу теплової енергії.

Перший тип утворюють геотермальні системи конвекційного походження. Це райони розташування сучасних або нещодавно погаслих вулканів, де на поверхню виходять не тільки гарячі води, але й пароводяна суміш із температурою до 200 °С и більше. На сьогоднішній день всі геотермальні електростанції працюють у районах сучасного вулканізму: Каліфорнія; Серро Присто; Мексика, Ідальго; Сан-Сальвадор; Чилі, Атакама; Ісландія; Араак-Лак; Лардерелло, Монте-Амиата; Угорський басейн; Айдин-Денизлі; Кавказ; Суматра; Ява; Папуа- Нова Гвінея; Нова Британія; Фіджі, Нові Гебриди; Вайракей, Вайотапу; Філіппіни; Японія; Росія, Камчатка.

До родовищ конвекційного типу відносяться також гідротермальні прояви так званих рифтових зон, що характеризуються активним тектонічним режимом і помірковано підвищеними геотермічними градієнтами - 45-70 °С/км. Рифтові зони й пов'язані з ними термоаномалії, як правило, простираються на величезні відстані. Наприклад, Північно-Мексиканський басейн термальних вод простягнувся на 1,5 тис. км, від північно-східної частини Мексики до Флориди. Одна зі свердловин тут із глибини 5859 м дає пароводяну суміш із температурою 273 °С, причому цей флюїд виходить при високому тиску.

Другий тип геотермальних родовищ утвориться при переважному кондуктивному прогріві підземних вод, зосереджених у глибоких платформних западинах і передгірних прогинах. Вони розташовуються в невулканічних районах і характеризуються нормальним геотермічним градієнтом - 30-33 °С/км.

Підрахунки запасів термальних вод ґрунтуються на наявних даних про об'єми гравітаційних вод, що містяться у шарах, об'ємах самих водоносних горизонтів і колекторських властивостей гірських порід, що їх складають. Запаси термальних вод являють собою загальну кількість виявлених термальних вод, що перебувають у порах і тріщинах водоносних гори-парасолів, що мають температуру 40-200° С, мінералізацію до 35 г/л і глибину залягання до 3,5 тис. м від денної поверхні.

Геотермальну енергію можна добувати на різних глибинах. Можливість її використання технічно залежить насамперед від конкретних геологічних і гідрогеологічних умов місцевості. При використанні тепла поверхневого шару (глибини до 100 м) знайшли застосування теплові насоси. При одержанні тепла з більш значних глибин розрізняють два основних способи:

1. Гідротермальний спосіб (глибини від 1.500 до 3.000 м) - гаряча вода, що добувається, за допомогою теплообмінників нагріває воду мережі теплопостачання.

2. Спосіб Hot-Dry-Rock ("гарячий сухий камінь") (глибини від 3.000 до 6.000 м). Тут використовується безпосередньо тепло гарячої гірської породи. Слово "dry" (сухий) стоїть в назві тільки історично, тому що й на великих глибинах вода теж зустрічається.

Геотермальні теплові електростанції (ГеоТЕС) використовують як джерело енергії природні парогідротерми, що залягають на глибині до 5 км. Геотермальна енергетика розвивається досить інтенсивно в США, на Філіппінах, у Мексиці, Італії, Японії, Росії. Сама потужна ГеоТЕС (50 МВт) побудована в США - ГеоТЕС Хебер.

Запаси геотермальної енергії становлять 200 ГВт. Геотермальні ресурси розподілені нерівномірно, і основна їхня частина зосереджена в районі Тихого океану.

У Росії геотермальні джерела економічно розташовані невигідно. Камчатка, Сахалін і Курильські острова відрізняються слабкою інфраструктурою, високою сейсмічністю, малонаселеністю, складним рельєфом місцевості. Загальні запаси цього виду енергії в Росії оцінюються в 2000 МВт. У цей час у Росії діє Паужетська ГеоТЕС на Камчатці потужністю 11 Мвт.