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

Наука и жизнь сто лет назад Наука и жизнь сто лет назад

Устройство телефонной станции, влияние Солнца на кометы и продукты из газов

Наука и жизнь
Не повернуть головы Не повернуть головы

Почему болит шея и как предотвратить появление этой боли?

Лиза
Мир экзопланет: как на орбитах у других солнц были открыты «непланеты» Мир экзопланет: как на орбитах у других солнц были открыты «непланеты»

О том, как обнаруживаются экзопланеты и какими они бывают

Наука и техника
Кризисный лидер: почему бизнес привлекает «темную триаду» Кризисный лидер: почему бизнес привлекает «темную триаду»

Почему именно нарциссы и макиавеллисты встречаются на лидерских позициях?

Forbes
Переходи на зеленый Переходи на зеленый

Мода на экосексуальность и привычки, полезные для тебя и для природы

Лиза
Чем полезна корица и поможет ли она при похудении Чем полезна корица и поможет ли она при похудении

Разбираемся, в чем польза корицы

РБК
Шпинат: полезные свойства популярного и вкусного растения Шпинат: полезные свойства популярного и вкусного растения

Шпинат влияет на здоровье глаз, кровяное давление и многое другое

ТехИнсайдер
Тренер по сну: как выручить 22 млн рублей на обучающих полезным привычкам ботах Тренер по сну: как выручить 22 млн рублей на обучающих полезным привычкам ботах

Артем Журавлев и Степан Солоднев разработали чат-бота в Telegram «Слипи»

Forbes
Одна вокруг света: спящие вулканы и звонкая вода Одна вокруг света: спящие вулканы и звонкая вода

212-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко и ее собаки

Forbes
Спальня с видом Спальня с видом

Стоит ли всеми силами стремиться к красивой картинке?

VOICE
Русский стиль эпохи глобализма Русский стиль эпохи глобализма

Василий Слонов: смеховая культура художественной речи

Weekend
Территория искусства Территория искусства

Чем живет и как сейчас устроен рынок современного искусства?

VOICE
Сокровищницы адмирала Чжэн Хэ: как китайские мореплаватели открыли миру Поднебесную Сокровищницы адмирала Чжэн Хэ: как китайские мореплаватели открыли миру Поднебесную

В отличие от европейцев, китайцы не проявляли интереса к морским путешествиям

Вокруг света
Секрет вечной молодости: как Сергей Воронов решил омолодить все человечество пересадкой обезьяньих яиц Секрет вечной молодости: как Сергей Воронов решил омолодить все человечество пересадкой обезьяньих яиц

Громкие и страшные опыты профессора Воронова

ТехИнсайдер
7 нескучных методов перебороть себя и начать заниматься спортом 7 нескучных методов перебороть себя и начать заниматься спортом

Чем менее активный образ жизни ведет человек, тем сложнее ему начать двигаться

Правила жизни
На эти машины жалуются чаще всего. Самые ненадежные седаны и универсалы На эти машины жалуются чаще всего. Самые ненадежные седаны и универсалы

Антирейтинг седанов и универсалов, с которыми точно будут проблемы

РБК
Лечение без рецепта Лечение без рецепта

Верный настрой помогает преодолеть болезнь ничуть не хуже, чем таблетки

Лиза
«Когда вытаскиваешь наружу свои боли, начинаешь с ними справляться» «Когда вытаскиваешь наружу свои боли, начинаешь с ними справляться»

Театр лечит — уверена актриса Марьяна Спивак

OK!
Как помыть окна без разводов: запомните эту формулу быстрой уборки Как помыть окна без разводов: запомните эту формулу быстрой уборки

Начните ежегодную весеннюю уборку квартиры с чистки окон

ТехИнсайдер
Родители годами гнобили свою дочь и сделали из нее «Маугли». Трагичная история Джини Уайли Родители годами гнобили свою дочь и сделали из нее «Маугли». Трагичная история Джини Уайли

Единственный ребенок семьи Уайли до конца своих дней остался недееспособным

ТехИнсайдер
Возможно, планет во Вселенной не меньше, чем звезд Возможно, планет во Вселенной не меньше, чем звезд

Если у одной звезды несколько планет, то, вероятно, планет не меньше, чем звезд

ТехИнсайдер
Вы будете удивлены: топ-10 слов, которым нет (или Вы будете удивлены: топ-10 слов, которым нет (или

Просторечия, которые портят нашу жизнь

ТехИнсайдер
Ученые выяснили, какие звезды во Вселенной могут стать «колыбелью жизни» Ученые выяснили, какие звезды во Вселенной могут стать «колыбелью жизни»

Планета с богатой кислородом атмосферой имеет более толстый озоновый слой

ТехИнсайдер
Топ-6 самых полезных бенчмарков для смартфона Топ-6 самых полезных бенчмарков для смартфона

Рассказываем о самых полезных бенчмарках с точки зрения простого пользователя

CHIP
Мир IT. Честные и зубастые Мир IT. Честные и зубастые

Сегодня IT — это “новая нефть”

Men Today
Пираты поневоле: чем опасны существа, которые дрейфуют по океану на кучах мусора? Пираты поневоле: чем опасны существа, которые дрейфуют по океану на кучах мусора?

Выброшенный людьми пластик становится новым домом для разных видов

Вокруг света
Читать нельзя выкинуть: зачем старые книги отдают в приюты и кто дает им новую жизнь Читать нельзя выкинуть: зачем старые книги отдают в приюты и кто дает им новую жизнь

Как активисты дают вторую жизнь старым книгам

Forbes
Большая уборка Большая уборка

Приводим квартиру в порядок после зимы

Лиза
Не выкидывай: как фудшеринг в России помогает кормить бездомных и малоимущих Не выкидывай: как фудшеринг в России помогает кормить бездомных и малоимущих

Как работает фудшеринг в России и почему это может быть очень выгодно?

Forbes
Лёгкость бытия Лёгкость бытия

Интерьер в стиле лёгкой современной классики в авторской интерпретации

SALON-Interior
Открыть в приложении