Есть ли перспективы у геотермальной энергетики в России?

Наука и жизньНаука

Добраться до земных глубин!..

Кандидат географических наук Кирилл Дегтярёв, Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова.

Камчатка, Мутновская геотермальная электростанция.

Возобновляемые источники энергии пока не могут полностью заместить газ и нефть, и развитие энергетики на их основе продолжается. В числе таких источников — тепло земных недр. Образуется это тепло, как считают многие, главным образом в результате распада находящихся в недрах Земли радиоактивных элементов, но также, возможно, оно выделяется в ходе физико-химических и тектонических процессов в глубоких слоях земной коры и мантии. О природе геотермальной энергии и технологиях превращения тепла Земли в электроэнергию, а также о развитии геотермальной энергетики в ХХI веке подробно рассказано в статье «Тепло Земли» (см. «Наука и жизнь» №№ 9, 10, 2013 г.). Какое место сейчас занимает этот вид энергии в структуре мировой энергетики и энергетики России среди других возобновляемых источников энергии — ветра, солнца и воды? И есть ли перспективы у геотермальной энергетики в нашей стране?

Общая мощность геотермальных электростанций в мире с 2015 по 2020 год выросла на 30% — с 12 300 до 16 000 МВт, производство электроэнергии на них увеличилось с 73 600 до 95 200 ГВт∙ч, то есть на 29%, и к 2025 году прогнозируют рост мощностей ещё на 21% от уровня 2020 года — до 19 400 МВт.

По данным Geothermal Power Generation in the World 2015 — 2020 Update Report, BP Energy Statistics Review — 2022.

Много это или мало? Для энергетики в целом рост довольно внушительный, но по сравнению с такими быстрорастущими направлениями альтернативной энергетики, как солнечная и ветровая (первая выросла в 3,3 раза, а вторая на 66%), довольно скромный (см. таблицу ниже). А доля геотермальной энергетики в общемировом производстве электроэнергии остаётся менее одного процента — по сути, статистически исчезающей величиной. Конечно, энергопотребление не ограничивается только производством электроэнергии, хотя на её выработку уходит почти 50% всех мировых энергоресурсов. Однако и при рассмотрении общего мирового энергобаланса картина принципиально не меняется. Так, по данным British Petroleum (BP Energy Statistics Review — 2022), в 2021 году совокупная доля углеводородов в мировом потреблении энергии составила 82%, атомной энергии — 4%, гидроэнергии — 7%, всех остальных возобновляемых источников энергии (ВИЭ), включая ветровую, солнечную, биоэнергетику и геотермальную, — также 7%. А доли разных источников в мировом энергопотреблении в 2019 году, по данным Международного энергетического агентства (IEA), распределялись следующим образом: углеводороды — 81%, атомная энергия — 5%, гидроэнергия — 2,5%, биотопливо — примерно 9,5%, и 2% пришлось на всё остальное, и в этом остальном также среди солнечной и ветроэнергетики «затерялась» энергетика геотермальная.

Примерные осевые линии крупнейших геотермальных зон Земли: 1 — Тихоокеанская, 2 — Альпийско-Гималайская, 3 — Восточно-Африканская, 4 — Срединно-Атлантическая.

В чём причина такой незначительной роли геотермальной энергетики в мировом энергобалансе и её отставания в развитии? Ведь геотермальная энергия не дороже энергии, получаемой из других источников. В экономике энергетики используется такой интегральный показатель, как выровненная, или нормированная стоимость энергии (в англоязычной версии — levelized cost of energy, LCOE). Упрощённо говоря, это стоимость единицы энергии, получаемая в результате деления всех затрат на работу энергетической станции в течение её жизненного цикла (чаще всего, на интервале 25—30 лет) и на количество выработанной энергии. Так вот, LCOE геотермальных электростанций, по данным IEA за 2021 год, составляет около $36 за 1 МВт∙ч (или 3,6 цента за 1 кВт∙ч), ветроэлектростанций на суше — примерно $32 за 1 МВт∙ч, а шельфовых (оншорных) ветроэлектростанций — $115 за 1 МВт∙ч и солнечных — от $30 до $45 за 1 МВт∙ч.

Возможно, главная причина отставания геотермальной энергетики — в ограниченности территорий, где возможно размещение станций, использующих тепло Земли. Солнечной энергии в низких широтах повсеместно много, а значит, и станции, работающие на солнечной энергии, можно строить, по сути, неограниченно. Высокий потенциал ветровой энергии присутствует на Земле также на больших площадях: это пространства морских побережий и шельфа, степные и предгорные области, определённые зоны глобальной атмосферной циркуляции. Развитие энергетики на основе биомассы тоже возможно везде, где есть сельское хозяйство или лесопереработка. Что же касается областей, в которых мощный поток энергии поднимается из земных глубин, то, как правило, это горные территории с высокой сейсмической и вулканической активностью, где непросто строить электростанции и доставлять энергию потребителям, которых на склонах гор или вблизи действующих вулканов, как правило, немного.

Рисунок Кирилла Дегтярёва на основе данных Geothermal Power Generation in the World 2015—2020 Update Report и IRENA: https://www.irena.org/Data/View-data-by-topic/Capacity-and-Generation/Country-Rankings.

На данный момент можно выделить четыре основные зоны с повышенным геотермальным потенциалом у поверхности Земли, где возможно строительство геотермальных станций. Это Тихоокеанское «огненное кольцо» по периметру побережья, Альпийско-Гималайская зона, протянувшаяся от Пиренеев и Альп к Кавказу и далее — к горам Центральной Азии и Гималаям; зона Восточно-Африканского рифта и Срединно-Атлантический хребет, а точнее — Исландия, часть этой структуры, поднимающаяся над уровнем океана. Именно в этих зонах сосредоточено, по сути, всё мировое производство геотермальной энергии, при этом более 90% — в странах Тихоокеанского кольца.

 Если солнечные, ветровые и гидроэлектростанции есть уже в большинстве стран мира, то геотермальная энергетика присутствует лишь в 30 странах, при этом более 95% всех мощностей и выработки электроэнергии на геотермальных ресурсах приходится на десять стран и более двух третей мощностей — всего на пять: США, Индонезию, Филиппины, Турцию и Новую Зеландию. Отметим, что группа лидеров за последнее десятилетие, по сути, не поменялась — разве что в первую десятку добавилась Кения, вытеснив оттуда Коста-Рику.

Более всего геотермальных станций в мире расположено в странах Тихоокеанского кольца. Источник: Huttre Gerald W. Geothermal Power Generation in the World 2015—2020 Update Report. // Proceedings World Geothermal Congress 2020+1 Reykjavik, Iceland, April — October 2021.

Россия, о которой мы подробнее поговорим чуть ниже, на данный момент занимает 14-е место по суммарной мощности геотермальных станций, уступая, в частности, небольшим и не самым экономически развитым странам Центральной Америки. Наши 82 МВт составляют лишь 0,5% мировых мощностей геотермальных электростанций. При этом нельзя сказать, что мы обделены геотермальными ресурсами: Альпийско-Гималайская и Тихоокеанская зоны проходят и по нашей территории, причём первая — на протяжении сотен, а вторая — тысяч километров. И что не менее важно, Россия располагает собственными передовыми технологиями превращения тепла Земли в электроэнергию.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Как икс стал неизвестным и к чему это привело Как икс стал неизвестным и к чему это привело

Почему неизвестную величину принято обозначать именно буквой x?

Наука и жизнь
5 революционных открытий в медицине, которые были сделаны случайно 5 революционных открытий в медицине, которые были сделаны случайно

Некоторые открытия медицины были сделаны абсолютно удивительным образом

Maxim
Как перестать бороться с сорняками и превратить врага в союзника Как перестать бороться с сорняками и превратить врага в союзника

Ещё вчера трава была вашим врагом, а сегодня это ваш друг и лучший помощник!

Наука и жизнь
Мировой отец! Донор спермы в Нидерландах врал в опросах и стал отцом 550 детей за 16 лет Мировой отец! Донор спермы в Нидерландах врал в опросах и стал отцом 550 детей за 16 лет

Донор не должен быть отцом более 25 детей, но один мужчина обошел это условие

ТехИнсайдер
Тайна китов со странным запахом Тайна китов со странным запахом

Почему мясо серых китов имеет специфический «лекарственный» запах?

Наука и жизнь
Настоящее преступление: как жанр тру-крайм покорил мир и привел маньяков на экраны Настоящее преступление: как жанр тру-крайм покорил мир и привел маньяков на экраны

За что критикуют «диванных расследователей» и почему тру-крайм нравится женщинам

Forbes
Есть ли среди животных альтруисты? Есть ли среди животных альтруисты?

Могут ли животные бескорыстно заботиться друг о друге?

Наука и жизнь
Как работает градусник: почему не меняет показания после измерения и что содержится внутри, если не ртуть? Как работает градусник: почему не меняет показания после измерения и что содержится внутри, если не ртуть?

Что содержится внутри градусника, если не ртуть?

ТехИнсайдер
Бункер с видом на ядерный взрыв: как «выживальщики» спасаются от Апокалипсиса Бункер с видом на ядерный взрыв: как «выживальщики» спасаются от Апокалипсиса

Кто же такие выживальщики, чего они ждут и чего можно ожидать от них?

Psychologies
Капля за каплей: правда и мифы об инфузионной терапии Капля за каплей: правда и мифы об инфузионной терапии

Витаминные капельницы называют одним из ЗОЖ-трендов. Всем ли они подходят?

Правила жизни
Короли небес Короли небес

Завершается полувековая история производства Boeing 747

ТехИнсайдер
Грубиян, выйди вон: 5 вещей, за которые давно пора начать удалять из коллективных чатов Грубиян, выйди вон: 5 вещей, за которые давно пора начать удалять из коллективных чатов

Эти вещи убивают атмосферу группового онлайн-общения

VOICE
Музыкальная пауза: история народного хита Музыкальная пауза: история народного хита

Вспоминаем историю главной песни Михаила Круга

Правила жизни
«Зевнуть, вздохнуть и хорошенько потянуться»: как просыпаться с удовольствием — 7 полезных приемов «Зевнуть, вздохнуть и хорошенько потянуться»: как просыпаться с удовольствием — 7 полезных приемов

Как избавиться от утренней обреченности?

Psychologies
Огромный орган из-за инцеста? Удивительная история человека с самым длинным носом! Огромный орган из-за инцеста? Удивительная история человека с самым длинным носом!

В 18 веке один цирковой артист поражал жителей Англии своим огромным органом

ТехИнсайдер
Отпустить грехи, смириться или примириться: что значит простить по-настоящему — размышления психолога Отпустить грехи, смириться или примириться: что значит простить по-настоящему — размышления психолога

Что такое прощение и кого можно простить?

Psychologies
Чума на оба ваши дома Чума на оба ваши дома

Что бывает, когда виртуальная реальность выходит из-под контроля

Цифровой океан
Я вас услышала Я вас услышала

Как мозг учится распознавать звуки через кохлеарный имплантат

N+1
Топ маршрутов на майские Топ маршрутов на майские

Города в нескольких часах езды от Москвы

Лиза
Тайные линии Блашко: что скрывает наша кожа Тайные линии Блашко: что скрывает наша кожа

Человеческая кожа скрывает сложные узоры линий, о которых вы вряд ли подозревали

ТехИнсайдер
Деликатный вопрос Деликатный вопрос

Когда вагинальные выделения — норма, а в каких случаях указывают на проблемы

Лиза
Гнилая ниточка. Как одна «абсолютно счастливая женщина» справлялась с алкогольной зависимостью в семье Гнилая ниточка. Как одна «абсолютно счастливая женщина» справлялась с алкогольной зависимостью в семье

Алевтина Кондратьевна всю жизнь боролась с пьянством в семье

СНОБ
Хроника «оздоровления»: как Twitter изменился под руководством Илона Маска Хроника «оздоровления»: как Twitter изменился под руководством Илона Маска

Как Twitter изменился с тех пор, как его купил Илон Маск

Inc.
Домашняя магия: ритуалы, которые сделают тебя счастливее Домашняя магия: ритуалы, которые сделают тебя счастливее

Но что делать, если счастье в твоей жизни недостижимо?

VOICE
Камера! Мотор! Якутия! Камера! Мотор! Якутия!

Чем любопытны киноленты из Республики Саха?

Эксперт
Отношения на расстоянии: почему мы в них оказываемся и можно ли сделать их счастливыми Отношения на расстоянии: почему мы в них оказываемся и можно ли сделать их счастливыми

Как справляться с отношениями на расстоянии?

Psychologies
Ушли в храм и на стройку: как сложились судьбы советских актеров одной роли Ушли в храм и на стройку: как сложились судьбы советских актеров одной роли

Получить главную роль — удача для любого актера. Но успех может быть мимолетен

VOICE
Для чего мурлыкают кошки и как громко они могут это делать Для чего мурлыкают кошки и как громко они могут это делать

Почему кошки мурлычат и как они это делают?

ТехИнсайдер
Не приходят уведомления на часы: как решить проблему Не приходят уведомления на часы: как решить проблему

Как настроить уведомления на часах и не пропустить важный звонок или сообщение

CHIP
Ближний морской бой: как возникла и развивалась практика брать вражеские суда на абордаж Ближний морской бой: как возникла и развивалась практика брать вражеские суда на абордаж

«Морская пехота» консула Гая Дуилия и пираты Генри Моргана воевали одинаково

Вокруг света
Открыть в приложении