Авторские материалы Бурение микроволнами: как работает новая технология

Российские ученые предложили новый способ добычи тепла из земной коры. По заверениям физиков, бурение микроволнами позволит обеспечить страну энергией как минимум на полвека вперед. Как работает новая технология, разбирался Максим Иванов.

СВЧ-излучение может испарять земную кору, заявили российские физики. Да, то же самое излучение, что и в наших микроволновках. Ученые в лабораториях смогли испарить гранит. Если увеличить мощность излучения, микроволнами можно будет бурить очень глубокие шахты, предполагают исследователи, а это обеспечит нас огромным количеством энергии.

Геотермальная энергетика использует тепло земной коры благодаря подземному водяному пару. Горячий пар из недр переправляют на электростанцию, там он крутит поршни, которые вырабатывают электричество. Сложность в том, что запасы такой воды в земле ограничены. Проблему решают так: бурят очень глубокую шахту, затем туда доставляют обычную воду. Из-за больших температур вода перегревается и переходит в так называемое сверхкритическое состояние – форму вещества, в котором исчезает различие между жидкостью и газом. Такую воду потом тоже отправляют на поверхность крутить поршни электростанции.

Чтобы так сильно нагреть воду, нужно пробурить очень глубокую шахту. Вода становится сверхкритической при температуре 374 градуса по Цельсию. Такие температуры встречаются на глубине от 10 до 25 километров. Сложность в том, чтобы достичь таких глубин. Бурильные установки быстро изнашиваются, когда работают на глубинах с большой плотностью недр.

Здесь и выходит на сцену новая разработка наших ученых. Физики в ходе испытаний смогли даже не расплавить, а испарить граниты и базальты. У них самая высокая температура испарения, а ведь эти минералы – основа земной коры.

Отказываться от буровых установок не планируют – они нужны как минимум на первом этапе прохода скважины. Потом в уже пробуренную шахту опускают СВЧ-излучатель и уходят глубже. Испарения от гранита и базальта планируют продувать инертным газом. По расчетам, такая технология бурения в 5 раз дешевле традиционной. Физики отмечают – освоение такой технологии может стать прорывом в бурении.

Впрочем, пока эта технология еще в зачаточном состоянии. Для полноценной реализации нужен широкий круг экспертов – от физиков и геологов до экономистов. Нужно оценить реалистичность задумки и ее окупаемость. Пока неизвестно наверняка, безопасно ли человеку работать рядом с таким излучением. Если нет, то нужно будет переходить к роботизации такого бурения. Зато если решить эти проблемы, человечество сможет получать почти бесконечную энергию.

В России сверхнагретые породы, которые и нужны для геотермальных станций, ближе всего к поверхности лежат на Камчатке, Дальнем Востоке, в районах Байкала и Тувы. По оценкам ученых, если разработать всего 1 процент этих запасов, наша страна будет обеспечена энергией на полвека вперед. Возможно, с новой технологией микроволнового бурения это будет вопросом уже ближайшего будущего.