Геотермални източници на енергия
Отдавна хората знаят за спонтанните прояви на гигантската енергия, таяща се в недрата на земното кълбо. Паметта на човечеството пази легенди за катастрофални вулканични изригвания, отнели милиони човешки животи, променили неузнаваемо облика на много места на Земята. Силата на изригването дори на сравнително малък вулкан е колосална, многократно надвишава силата на най-големите електроцентрали, създадени от човешки ръце. Вярно е, че няма нужда да говорим за прякото използване на енергията на вулканичните изригвания, засега хората нямат възможност да ограничат такъв непокорен елемент и, за щастие, изригванията не се случват навсякъде и не толкова често. Но все пак това са проявления на неизчерпаема енергия, таяща се в недрата на земята, малка част от която намира изход през огнедишащите отвори на вулканите.
Малката европейска държава Исландия (в превод „земя на лед”) е напълно самодостатъчна с домати, ябълки и дори банани! Много исландски оранжерии получават енергия от Земята - в Исландия практически няма други местни източници на енергия. Тази страна е много богата на горещи извори и известните гейзери - фонтани с топла вода, извираща от земята. И въпреки че исландците нямат приоритет при използването на топлината от подземни източници (дори древните римляни са донесли вода изпод земята до известните бани - баните на Каракала), жителите на тази малка северна страна експлоатират подземната котелна централа много интензивно.
Но не само за отопление хората черпят енергия от дълбините на земята. Електроцентралите, използващи горещи подземни извори, работят от дълго време. Първата такава електроцентрала, все още доста ниска мощност, е построена през 1904 г. в малкото италианско градче Лардерело, кръстено на френския инженер Лардерели,който през 1827 г. изготвя проект за използване на множество горещи извори в района. Постепенно капацитетът на електроцентралата нараства, все повече и повече нови блокове влизат в експлоатация, използват се нови източници на топла вода и днес мощността на станцията вече достига внушителна стойност - 360 хиляди kW. В Нова Зеландия има такава електроцентрала в района на Wairakei, нейният капацитет е 160 хиляди kW. Геотермална централа с мощност 500 хиляди kW произвежда електроенергия на 120 км от Сан Франциско в САЩ.
Подземните води, подобно на „живата кръв“ на планетата, пренасят естествената топлина на Земята към повърхността. Притежавайки голяма мобилност и висок топлинен капацитет, те играят ролята на батерия и охлаждаща течност. Те или се натрупват във водоносни хоризонти, или излизат на повърхността на земята в топли или горещи извори и понякога избухват под формата на смеси от пара и вода. Това са гейзери и фумароли (специалистите ги наричат парни хидротерми). Изходите на парните хидротерми са много зрелищна гледка: със съскане и свистене струи пара или прегрята вода излизат от земята и се издигат нагоре. Например гейзерът Old Faithful в парка Йелоустоун редовно, на всеки 53–70 минути изхвърля струя гореща (повече от 90 ° C) вода на височина 30–45 м. А най-големият гейзер в Камчатската долина на гейзерите, Гигантът, изхвърля струя гореща вода на 30–35 м нагоре, а колоната от пара се издига много по-високо - до 300–40 0 м.
Парни хидротермални находища са известни в Исландия, Гренландия, Нова Зеландия, Индонезия, Япония, САЩ, Чили, Салвадор и други страни. Топлината на подземните води се използва широко в Италия, където геотермалните станции работят от началото на века. Най-големите находища са в Тоскана и в района на Неапол, където кладенците извличат пароводна смес с температура 200–245 ° C.
в Исландия, коятонаричана страната на вулканите и гейзерите, около 7 хиляди горещи извора. Общият им капацитет е повече от 1 милион kcal/s. Рейкявик (столицата на Исландия), разположен близо до Арктическия кръг, се нагрява изцяло от термални води. Водите от горещи извори се използват тук не само за отопление, но и за градски оранжерии и оранжерии, в които се отглеждат цветя, зеленчуци и дори цитрусови плодове.
В нашата страна Камчатка и Курилските острови, области на съвременния вулканизъм, са особено богати на горещи извори. Извори, бълващи пара и вряща вода, са известни в тези краища отдавна (някои от тях са описани от С. Крашенинников още през 40-те години на 18 век), но проучвателните сондажи започват там едва през 1958 г. Първата геотермална електроцентрала у нас е построена в района на река Паратунка, а от 1967 г. работи слънчева топлоелектрическа централа с мощност 15 хиляди kW в термалните извори Pauzhetskiye, на 200 км от Петропавловск-Камчатски.
Смята се, че е икономически неизгодно да се използва вода с температура под 100 ° C за енергия, но е доста подходяща за отопление: отопление на къщи, отопление на оранжерии, бани, плувни басейни. Стотици градове в България, Украйна, Централна Азия, Закавказието преминаха към такова естествено топлоснабдяване. Това е изключително икономично. Но основното предимство на топлината, получена от недрата, е екологичната чистота и възобновяемостта. Разбира се, неконтролираният прием на топла вода може рано или късно да доведе до изчерпване на източниците. За да се предотврати това, е разработена техника на затворена система, според която охладена или обикновена студена вода се връща към високотемпературния резервоар. От единия кладенец се изпомпва студена вода, а от другия се получава топла вода. Надеждно, практически „вечно“ затворенотираж. Подземна котелна централа от този тип е създадена например в Грозни.
Според много приблизителни оценки, прогнозираните запаси от термални води (от 50 до 250 ° C) в нашата страна са най-малко 20 милиона m 3 вода на ден. Този огромен запас от екологична топлинна енергия може да замени до 150 милиона тона изкопаеми горива. Един от най-мощните кладенци в Дагестан (в село Берикей) дава огромен приток на топла вода, използвана за отопление. Този кладенец извлича 330 тона йод и 450 тона бром годишно (това е около 3% от световното производство на бром). В нашата страна почти целият бром и по-голямата част от йода се извличат от подпочвените води, не напразно те се наричат промишлени подземни води.