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

Масляное коварство Масляное коварство

Как масло для дерева может стать причиной пожара?

Наука и жизнь
26 советов отца, которые помогли мне найти любовь 26 советов отца, которые помогли мне найти любовь

Журналистка собрала советы отца, которые помогли ей встретить свою любовь

Psychologies
Будьте здоровы Будьте здоровы

Медицина: первые человеческие зубы и самое маленькое искусственное сердце

Знание – сила
Самые мерзкие и пугающие факты о космонавтах Самые мерзкие и пугающие факты о космонавтах

Если хочешь стать космонавтом, лучше пропусти эту статью

Maxim
Слово о погибели земли русской Слово о погибели земли русской

План общемонгольского Западного похода был утверждён на курултае 1235 года

Дилетант
Опасно, не смешивать! Опасно, не смешивать!

Узнали у врача, какие бьюти-средства лучше не использовать одновременно

Лиза
Странная привычка из прошлого: правда ли, что средневековые люди спали сидя? Странная привычка из прошлого: правда ли, что средневековые люди спали сидя?

Что такое "вертикальный сон" и практиковался ли он людьми из Средних веков?

ТехИнсайдер
Массовое вымирание 260 миллионов лет назад было не одним, а двумя событиями с интервалом 3 миллиона лет Массовое вымирание 260 миллионов лет назад было не одним, а двумя событиями с интервалом 3 миллиона лет

Как связаны выбросы углерода и массовые вымирания?

ТехИнсайдер
На Хонсю обнаружили древнейших в Японии кур На Хонсю обнаружили древнейших в Японии кур

Археологи обнаружили на доисторическом поселении останки древних птиц

N+1
Физики создали в лаборатории черную дыру, которая немедленно начала расти Физики создали в лаборатории черную дыру, которая немедленно начала расти

Синтетический аналог черной дыры может рассказать нам кое-что

ТехИнсайдер
По правилам инстинкта: 7 стойких бойцов из мира животных По правилам инстинкта: 7 стойких бойцов из мира животных

Агрессия — обычное явление в животном царстве. И она не возникает просто так

Вокруг света
«Потребителю нужно больше, чем просто товар или услуга». Марина Геворкян и Анна Погосян — о вдохновении и преодолении в бизнесе «Потребителю нужно больше, чем просто товар или услуга». Марина Геворкян и Анна Погосян — о вдохновении и преодолении в бизнесе

Теперь в центре внимания не «герой нашего времени», а героиня

СНОБ
Минус 3 часа сна — это как 100 грамм водки: невыспавшийся водитель так же опасен, как пьяный Минус 3 часа сна — это как 100 грамм водки: невыспавшийся водитель так же опасен, как пьяный

Ученые показали, какие риски возникают при вождении после короткого сна

Вокруг света
Дженнифер Лопес через полгода будет 54. Но, черт, почему она такая красотка? Дженнифер Лопес через полгода будет 54. Но, черт, почему она такая красотка?

Разбираемся в секретах красоты Дженнифер Лопес

Maxim
Я сказал, Картавый Я сказал, Картавый

Как простой автомобильный блогер стал одним из самых популярных документалистов?

Robb Report
«Не скользнуть в бездну» «Не скользнуть в бездну»

Судьба атамана Бориса Анненкова как зеркало Гражданской войны

Дилетант
Нина Дорошина. Не советская девочка с балетной походкой Нина Дорошина. Не советская девочка с балетной походкой

В Дорошиной никогда не было ни зависти, ни каких-либо понятий о конкуренции

Коллекция. Караван историй
Право на риск: с чем сталкиваются стартапы в российских судах Право на риск: с чем сталкиваются стартапы в российских судах

Риск является одним из признаков предпринимательской деятельности

Forbes
На тканях эпохи викингов обнаружили кармин и кермес На тканях эпохи викингов обнаружили кармин и кермес

Викинги использовали очень редкие пигменты для Северной Европы того времени

N+1
Интервью с кинорежиссером Иваном И. Твердовским о Замятине и фильме «Наводнение» Интервью с кинорежиссером Иваном И. Твердовским о Замятине и фильме «Наводнение»

Режиссер Иван И. Твердовский — о поисках героя и экранизации Замятина

СНОБ
Столица закатов: гид по Нижнему Новгороду Столица закатов: гид по Нижнему Новгороду

Гид по лучшим пешим маршрутам, барам, ресторанам Нижнего Новгорода

Forbes
Антон Долотин Антон Долотин

Антон Долотин перечисляет плюсы и минусы развития дизайн-индустрии в стране

Собака.ru
Посевная в штатном режиме Посевная в штатном режиме

Сельхозпроизводители продолжают сеять, однако работать им все сложнее

Агроинвестор
«Мы сделаны из звездного вещества»: какую роль в астрономии играют женщины-ученые «Мы сделаны из звездного вещества»: какую роль в астрономии играют женщины-ученые

Глава из книги «Обращенные к звездам: прошлое, настоящее и будущее астрономии»

Forbes
Максимализм минимализма Максимализм минимализма

«Город Устинов»: в поисках благодарного зрителя

Weekend
Как продать квартиру в ипотеке. 4 способа не нарушить закон Как продать квартиру в ипотеке. 4 способа не нарушить закон

Ты можешь избавиться от долговых оков – продать квартиру, купленную в ипотеку

Лиза
Безопасность в любви: как помочь дочери избежать абьюзивных отношений — 7 советов родителям Безопасность в любви: как помочь дочери избежать абьюзивных отношений — 7 советов родителям

Вот советы родителям девочек-подростков о выстраивании здоровых отношений

Psychologies
12 блокбастеров, где тайно или явно замешаны библейские мотивы 12 блокбастеров, где тайно или явно замешаны библейские мотивы

12 христианских фильмов не таких, как все

Maxim
Зоологи выпустили больше пяти тысяч редких улиток в леса Французской Полинезии Зоологи выпустили больше пяти тысяч редких улиток в леса Французской Полинезии

Зоологи выпустили в леса больше пяти тысяч выведенных в неволе улиток-партул

N+1
Ученые сделали 3D-принтер из LEGO для печати кожи. Поразительно! Ученые сделали 3D-принтер из LEGO для печати кожи. Поразительно!

Машина из детского конструктора способна воспроизводить медицинские изделия

ТехИнсайдер
Открыть в приложении