Пхоханское землетрясение 2017 года энергетикаПри эксплуатации геотермальных электростанций важно, чтобы на «рабочей» глубине, куда закачивается вода и где она нагревается, в породах было много трещин. Для увеличения проницаемости пород воду закачивают на глубину под большим давлением. О том, что эта технология существенно повышает риск вызванных деятельностью человека землетрясений, было известно уже относительно давно, но считалось, что если отслеживать мощность толчков и уменьшать при необходимость объем и давление закачиваемой жидкости, то можно избежать неприятностей. Однако землетрясение, произошедшее в Южной Корее в ноябре 2017 года и связанное с эксплуатацией геотермальной станции в Пхохане, показало, что этого недостаточно. Тщательный анализ предшествовавших этому землетрясению событий показал, что помимо мощности относительно слабых толчков, которые практически неизбежно сопутствуют работе геотермальной станции, необходимо отслеживать их положение (и, в частности, проверять, локализуются ли они рядом с известными глубинными разломами). В геотермальной энергетике — одном из активно развивающихся в последние годы альтернативных способов получения электроэнергии — в качестве источника энергии используется тепло недр Земли. Этот источник является практически неисчерпаемым, а геотермальные электростанции можно строить едва ли не всюду, поскольку в любой точке земной коры с глубиной растет и температура. Другое дело, что экономически рентабельно это пока только в тех районах, где геотермический градиент (прирост температуры с глубиной; в среднем это около 2,5°С на каждые 100 м) относительно высок. В общих чертах принцип работы геотермальных станций следующий. Носитель тепловой энергии (как правило, это просто вода), закачивается по скважинам с поверхности на глубину в зону с достаточной температурой окружающих пород. Там он нагревается и поднимается обратно на поверхность в виде нагретой жидкости или пара, где из них извлекается энергия (например, на турбинных генераторах). Чтобы вода проникла на глубину и некоторое время там находилась, глубинные слои должны обладать достаточной проницаемостью, то есть иметь большое количество открытых трещин. Учитывая, что речь идет о глубинах порядка 4–5 км, а на таких глубинах породы находятся под колоссальным давлением, необходимая проницаемость сама по себе может не возникнуть (трещины в породах, если и присутствуют, то находятся в зажатом состоянии). Для повышения проницаемости глубинных пород и создания в них нужной трещиноватости (по сути — для создания области искусственного глубинного геотермального резервуара) в начале 1970-х годов специалистами из Лос-Аламосской национальной лаборатории была предложена технология «гидравлического стимулирования» EGS (Enhanced geothermal system): холодную воду под высоким давлением закачивают на глубину, где она приводит к подвижкам пород и образованию новых трещин. Это во многом похоже на технологию гидроразрыва пласта, используемую в нефтегазодобыче. С самого начала в связи с использованием технологии EGS высказывались опасения, что нарушение целостности толщи пород на глубине может привести к тектоническим подвижкам (особенно опасным в сейсмически активных зонах) и даже к возникновению довольно крупных землетрясений. Такие землетрясения, вызванные деятельностью человека, называют индуцированными (или наведенными). Аналогичные опасения высказываются и в отношении технологии гидроразрыва пласта, поскольку воздействие на глубинные породы там, по сути, такое же (и опасения эти отнюдь не беспочвенные: например, после активизации добычи нефти этим способом в штате Оклахома в конце 2000-х годов количество землетрясений с магнитудой 3 и больше резко увеличилось: раньше в этом регионе случалось 1–2 таких землетрясения в год, а в 2014–2017 годах фиксировались сотни ежегодно). Логичной мерой казалось обязать компании, эксплуатирующие геотермальные станции с технологией EGS, регулярно осуществлять мониторинг сейсмического состояния окружающих пород. В частности, южнокорейская компания NexGeo, являющаяся оператором геотермальной станции в Пхохане, установила вокруг станции восемь сейсмографов, записывающих все индуцированные сейсмические события. Но это не помогло. Мощное землетрясение магнитудой 5,5, произошедшее 15 ноября 2017 года, при котором пострадали 135 человек и 1700 остались без крова, было спровоцировано именно эксплуатацией геотермальной станции. Такой вывод делается в недавнем отчете Корейского геологического общества. Была построена станция проектной мощностью 1,2 МВт электроэнергии, и началось бурение эксплуатационных скважин. Первая нагнетательная скважина, РХ-1, не пересекла ни одного разлома, а вот вторая скважина, РХ-2, встретила плоскость разлома на глубине около 3,8 км. В записях буровиков отмечается, что на этой глубине произошла потеря бурового раствора в объеме более 160 м3, что свидетельствует о том, что закачка произошла прямо в зону разлома. Центральная часть зоны разлома сложена перетертым глинистым материалом, который послужил барьером для потока закачиваемой жидкости, и вся она ушла вдоль разлома. Удивительно, что этому факту не было уделено должного внимания, так как проведенный позднее (уже после землетрясения) анализ сейсмических данных однозначно показал, что все центры сейсмической активности, индуцированной закачками в скважину РХ-2, находятся в зоне разлома. И это не единичный случай, когда индуцированные землетрясения имели отсроченный эффект. Еще с 1960-х годов известно, что риск возникновения такого землетрясения не исчезает сразу же после остановки закачки. Индуцированное землетрясение магнитудой 4,8, которое потрясло город Денвер (штат Колорадо, США) в 1967 году, произошло более чем через год после того, как закончили закачивать в глубокую скважину отработанные растворы расположенного поблизости химического комбината. В швейцарском Базеле сейсмическая активность, включая множественные землетрясения с магнитудой около 3, продолжалась в течение нескольких месяцев 2007 года уже после сброса давления в нагнетательных скважинах местной геотермальной станции.
© Copyright: Сибирская Хиджра, 2019.
Другие статьи в литературном дневнике:
|
