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

Биоспелеология: что ищут биологи в пещерах Биоспелеология: что ищут биологи в пещерах

Какая фауна обитает в пещерах?

Наука и жизнь
Глаза-перископы и рот с 8 зубами: знакомьтесь, монстр Талли, для которого нет места в классификации животных Глаза-перископы и рот с 8 зубами: знакомьтесь, монстр Талли, для которого нет места в классификации животных

Точку в изучении монстров Талли ставить пока рано

Вокруг света
Колода джокеров и сорок сценариев будущего Колода джокеров и сорок сценариев будущего

Прогнозист Александр Чулок — о том, по какому пути может пойти развитие общества

РБК
Почему вам не стоит делать поспешные выводы о друзьях? Объяснение ученых! Почему вам не стоит делать поспешные выводы о друзьях? Объяснение ученых!

Человек присваивает "позитивные" ярлыки другим на основе разделяемых убеждений

ТехИнсайдер
Пассажир на гиперзвуке Пассажир на гиперзвуке

Первый в истории самолет, который обещает преодолеть скорость звука на водороде

ТехИнсайдер
5 настроек смартфона, которые помогут вам сберечь зрение 5 настроек смартфона, которые помогут вам сберечь зрение

Вы много времени проводите с гаджетами в руках? Стоит позаботиться о глазах

CHIP
Тяжба дяди Дреда Тяжба дяди Дреда

История афроамериканца Дреда Скотта, который пытался оспорить свои права в суде

Дилетант
Индейцам с северо-запада Америки нашли трехтысячелетнюю родственницу Индейцам с северо-запада Америки нашли трехтысячелетнюю родственницу

Палеоэскимосы внесли вклад в генофонд коренных американцев Севера

N+1
Странный водяной орех, или в дорогу за генами Странный водяной орех, или в дорогу за генами

Являются ли водораздельная и пойменная формы чилима отдельными видами?

Наука и жизнь
О дивный тленный мир: 10 фильмов и книг, которые затрагивают тему смерти О дивный тленный мир: 10 фильмов и книг, которые затрагивают тему смерти

Каждый задумывается о том, что происходит во время гибели

ТехИнсайдер
Лесные соседи Лесные соседи

Едва только март начинает прогревать поля, как в воздухе начинаются брожения

Наука и жизнь
Почему мы наказываем себя и как перестать это делать? Почему мы наказываем себя и как перестать это делать?

Всегда считаете себя виноватыми в любой ситуации?

Psychologies
Почему возникает мигрень? Простое объяснение и советы Почему возникает мигрень? Простое объяснение и советы

Вопреки предрассудкам, мигрень — это не просто головная боль

ТехИнсайдер
Вернуть награбленное: почему Эрмитаж не отдает сокровища музеям Германии Вернуть награбленное: почему Эрмитаж не отдает сокровища музеям Германии

Отрывок из книги «Культура как скандал. Из истории Эрмитажа»

Forbes
Как определить хорошего любовника, не снимая одежды? 5 лайфхаков от сексолога Как определить хорошего любовника, не снимая одежды? 5 лайфхаков от сексолога

Качества хорошего любовника, которые можно распознать в самом начале общения

Psychologies
5 знаковых коллабораций композиторов и художников 5 знаковых коллабораций композиторов и художников

Выдающиеся примеры союза искусств за последние полстолетия

Правила жизни
Кто может стать донором крови и костного мозга в России и как это сделать Кто может стать донором крови и костного мозга в России и как это сделать

О простых возможностях стать донором и спасти чью-то жизнь

Forbes
Что почитать о вселенной и других мирах: 6 современных книг космической фантастики Что почитать о вселенной и других мирах: 6 современных книг космической фантастики

Современная космическая фантастика о далеких далеких галактиках

ТехИнсайдер
«Куплю друга»: почему молодые люди платят за общение — новый тренд «Куплю друга»: почему молодые люди платят за общение — новый тренд

Насколько этично платить за дружбу? Рассуждает писательница

Psychologies
Как собрать компьютер с прицелом на апгрейд: 5 полезных советов Как собрать компьютер с прицелом на апгрейд: 5 полезных советов

Как сделать процесс обновления компьютера более простым

CHIP
Пожалей чужие страдания. О «Забавных играх» Михаэля Ханеке Пожалей чужие страдания. О «Забавных играх» Михаэля Ханеке

«Забавные игры» критикуют человечество, привыкшее смотреть на чужие страдания

СНОБ
Как распознать нарцисса на первом свидании: 6 признаков — обратите внимание Как распознать нарцисса на первом свидании: 6 признаков — обратите внимание

Признаки, которые помогут распознать опасное поведение нарцисса

Psychologies
Турецкие сериалы: подборка разных жанров для тех, кто хочет наконец-то окунуться в этот великолепный мир Турецкие сериалы: подборка разных жанров для тех, кто хочет наконец-то окунуться в этот великолепный мир

Хочешь начать знакомиться с турецкими телешоу и не знаешь, с чего начать?

VOICE
Поездки за пустотой Поездки за пустотой

Как Андрей Монастырский перевел в акции поэзию абсурда

Weekend
«Одни танцуют и веселятся, другие испытывают экзистенциальный кризис»: откровения вебкам-моделей комментирует психолог «Одни танцуют и веселятся, другие испытывают экзистенциальный кризис»: откровения вебкам-моделей комментирует психолог

Вебкам — с чем сталкиваются пользователи таких ресурсов с обоих сторон?

Psychologies
Ритуалы, которые сделают тебя счастливее: советует парапсихолог Ритуалы, которые сделают тебя счастливее: советует парапсихолог

Что делать, если счастье в твоей жизни пока недостижимо?

VOICE
Ночные кошмары: почему нам снятся ужасы — 4 причины Ночные кошмары: почему нам снятся ужасы — 4 причины

Кошмары снятся всем: тревожат, пугают, парализуют. Но зачем-то они нам нужны?

Psychologies
Смотримся в черное зеркало: как нейросети уже используются в моде и что будет дальше Смотримся в черное зеркало: как нейросети уже используются в моде и что будет дальше

Заменят ли нейросети дизайнеров, стилистов и фотографов?

Правила жизни
«Просвещать и карать» «Просвещать и карать»

Функции цензуры в Российской империи середины XIX века

N+1
Рай Рай

Тонкая грань между реальностью и игрой воображения в рассказе Веры Богдановой

Grazia
Открыть в приложении