Использование тепловой энергии недр Земли — идея не новая, она реализована во многих странах, включая Исландию, Новую Зеландию, Италию, Россию, Францию, Мексику, Никарагуа, Китай, Японию и некоторые другие государства. В мире работает несколько сотен геотермальных энергоблоков, причём самый большой производитель и одновременно потребитель такого вида энергии — США, где общая мощность станций такого типа равна 2 587 МВт, при мировом показателе в 14 тысяч МВт.

Нет ничего удивительного в том, что именно в США появилась геотермальная электростанция, которая даёт энергию ЦОД. Речь идёт о дата-центрах корпорации Google. Пока что это пилотный проект, но если результаты будут удовлетворительными, его масштабируют. Подробности — под катом.

Что это за электростанция и причём тут Google?

Речь идёт об Аризоне и ЦОД Google, который размещён именно там. Корпорация заявила о том, что в Аризоне запущен первый в своём роде проект, где используются одновременно геотермальная энергия и современные технологии бурения. По словам авторов проекта, такая методика позволяет получать электричество стабильно и не очень дорого.

Вопрос энергоснабжения дата-центров весьма актуален, поскольку ЦОД потребляют огромные объёмы энергии. По данным на 2021 год, общий уровень потребления дата-центров в мире — примерно 200 тераватт в год, что составляет около 1% от всего глобального потребления. В некоторых странах строительство дата-центров даже ставят на паузу из-за опасений чрезмерного использования природных ресурсов. Не только электричества, но и воды, но энергия чаще всего — самая затратная расходная статья любой компании, которая владеет ЦОД.

Разные корпорации тестируют «зелёные» виды энергии, включая биогаз, ветроэнергетику, солнечную энергию и т. п. В Google решили сделать ставку на геотермальное направление. Корпорация занимается этим не самостоятельно, а в сотрудничестве с компанией Fervo, которая и специализируется на этой разновидности энергии. Разработки стартапа сделали возможным использование тепла Земли даже в тех регионах, где нет таких перспектив, как в Исландии, где энергию недр можно брать с минимальными затратами.

Дело в том, что у Fervo есть наработки в плане горизонтального бурения, которые применяются в нефтегазовой отрасли. Речь идёт о гидроразрыве пласта. Технология не такая уж и простая — для использования тепла недр необходимо пробурить скважины глубиной примерно в 1 км, создав между ними горизонтальный канал посредством гидроразрыва. С одной стороны в систему закачивается вода (в локации почти нет грунтовых вод, которые можно было бы использовать), с другой — забирается перегретая жидкость с температурой до 191 ℃ с объёмом в 63 литра в секунду.

На выходе образуется пар, он приводит в движение турбину, производя энергию. В скважине прокладываются оптоволоконные кабели, которые служат для мониторинга условий на глубине. Он ведётся в режиме 24/7, в реальном времени отображаются расход энергии, температура и производительность геотермальной платформы.

В чём новизна?

В комбинировании технологии геотермальной энергетики и гидроразрыва пласта из нефтегазовой отрасли. К слову, именно эту технологию критикуют учёные, считая этот метод опасным для окружающей среды. Тем не менее в зоне создания геотермальной энергостанции пока проблем нет, система работает хорошо.

Правда, сначала считалось, что мощность энергостанции составит 5 МВт, но в реальности показатель оказался несколько ниже — около 3,5 МВт, что, в общем-то, тоже неплохо. К слову, на северо-востоке Франции работает две энергостанции на похожем принципе, но там используются геологические особенности горных пород, т. е. объекты расположены в месте образования естественных горизонтальных разломов, без гидроразрыва. Fervo, по словам представителей компании, может создавать такие разломы самостоятельно.

Зачем всё это Google?

Компания старается эксплуатировать альтернативные источники энергии везде, где это возможно. Но в случае использования солнечной энергии и ветрогенераторов неизбежны издержки в виде суточности или сезонности. Если нет ветра или уровень инсоляции ниже ожидаемого, приходится задействовать традиционные «грязные» виды энергии.

Но Google обещала к 2030 году использовать «зелёное» электричество круглосуточно, без применения «грязной» энергетики (конечно, тут много нюансов, но обещание звучало именно так). Поэтому сейчас компания старается реализовать намеченную стратегию. Майкл Террелл, отвечающий за это направление, считает, что существует очень немного способов выполнить обещание и геотермальная энергетика весьма перспективна в этом отношении. В частности, новый комплекс Google занимает меньшую площадь, нежели другие «зелёные» электростанции с сопоставимыми характеристиками.

Прямо сейчас она не может использовать ни водородные топливные элементы, ни миниатюрные ядерные модули — всё это слишком затратно и очень далеко от уровня самоокупаемости. Ближе всего как раз геотермальная энергетика, которая, кроме прочих достоинств, не зависит от времени года или суток. В локации, где сейчас реализуется проект по использованию тепла недр, его много, а бурение, хоть и является технологически сложной операцией, проще, чем в ряде других регионов. Просто потому, что бурить нужно не настолько глубоко, как в прочих местах, а породы достаточно прочные, чтобы сохранять стабильность скважин и потока воды.

Есть ли риски?

Да, и немаленькие. Всегда существует вероятность, что в месте бурения температура недр недостаточна для нагрева воды до уровня, когда она сможет превращаться в пар, чтобы довести производительность турбины до требуемого показателя. Геологическая разведка позволяет найти нужную локацию, но 100% гарантии никто не даст.

Ну а поскольку бурение и гидроразрыв пласта — удовольствие недешёвое, то риск потерять деньги достаточно большой. Более того, эта технология приводит иногда к землетрясениям, так что рядом с населёнными пунктами бурить нельзя.

Сейчас инвесторы выделили средства для реализации пилотного проекта, но если говорить о масштабировании такого способа получения энергии, то рисков всё же немало. Тем не менее если текущий «пилот» покажет себя хорошо, становится возможным и повторение опыта, причём с увеличением мощности энергостанции.

Перспективы видят и представители Министерства энергетики США. Так, они считают, что геотермальные источники к 2050 году могут обеспечить до 120 ГВт энергии. Это удовлетворит более 16% от общих потребностей страны в электричестве.