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
Как почистить утюг внутри от накипи в домашних условиях Как почистить утюг внутри от накипи в домашних условиях

Как очистить утюг от накипи в домашних условиях

CHIP
Можно ли приручить землетрясение? Можно ли приручить землетрясение?

Что мы знаем о землетрясениях?

Наука и жизнь
Тайна китов со странным запахом Тайна китов со странным запахом

Почему мясо серых китов имеет специфический «лекарственный» запах?

Наука и жизнь
Биоспелеология: что ищут биологи в пещерах Биоспелеология: что ищут биологи в пещерах

Какая фауна обитает в пещерах?

Наука и жизнь
Физический труд и духовный отдых: 4 российских обители, которые принимают паломников Физический труд и духовный отдых: 4 российских обители, которые принимают паломников

Рассказываем, в каких монастырях можно с пользой провести несколько дней

Вокруг света
Вселенная Майнкрафта Вселенная Майнкрафта

В кубическом мире строят, копают и выживают более 130 миллионов игроков

Вокруг света
Ошибка выживавшего Ошибка выживавшего

Как опыт нелюбви сделал Виктора Шкловского настоящим писателем

Weekend
Коробка впечатлений. 7 мест, куда отправиться этим летом Коробка впечатлений. 7 мест, куда отправиться этим летом

Куда можно отправиться летом за новыми эмоциями и впечатлениями?

СНОБ
Оливия Мэннинг: «Друзья и герои. Балканская трилогия». Жизнь на фоне катастрофы Оливия Мэннинг: «Друзья и герои. Балканская трилогия». Жизнь на фоне катастрофы

Продолжение истории молодой пары Гарриет и Гая на фоне Второй мировой войны

СНОБ
Что упало, не пропало Что упало, не пропало

Метеоритные кратеры на Земле

Наука и жизнь
Король нашёлся Король нашёлся

Одновременно вдохновляющий и депрессивный фильм об удивительной находке

Дилетант
«Мне нравятся неискушенные дебютантки»: зачем мужчины обращаются к проституткам — история от первого лица «Мне нравятся неискушенные дебютантки»: зачем мужчины обращаются к проституткам — история от первого лица

Когда и почему мужчины прибегают к услугам секс-работниц?

Psychologies
Держим курс на весну Держим курс на весну

7 советов, как освежить интерьер квартиры в новом сезоне

Лиза
Апология Мадонны. Свобода, шок и политика в песнях суперзвезды Апология Мадонны. Свобода, шок и политика в песнях суперзвезды

Мадонна — суперзвезда вот уже 40 лет. Ее рекорды все еще не побиты

СНОБ
Все про полис ОМС Все про полис ОМС

Что тебе положено по ОМС и как не упустить свою выгоду?

Лиза
«А король-то голый!»: в поисках «настоящего» тестостерона «А король-то голый!»: в поисках «настоящего» тестостерона

Тестостерону придаются в мужском организме все мыслимые и немыслимые функции

Maxim
Биологическая 3D-печать в России Биологическая 3D-печать в России

Запасные части для пациента из тканей самого пациента

Наука
Что будет, если перестать чистить зубы Что будет, если перестать чистить зубы

Как часто и правильно нужно чистить зубы?

ТехИнсайдер
6 продуктов, от которых советуют отказаться нейробиологи для здоровья мозга 6 продуктов, от которых советуют отказаться нейробиологи для здоровья мозга

Наши пищевые привычки также играют большую роль в здоровье мозга

ТехИнсайдер
Как Королевство Бутан тайно хранило миллионы долларов в криптовалюте Как Королевство Бутан тайно хранило миллионы долларов в криптовалюте

Буддийское королевство тайно инвестировало миллионы долларов в криптовалюту

Forbes
Что полнеет — бедра, руки или живот? Посмотри в зеркало и определи причину лишнего веса Что полнеет — бедра, руки или живот? Посмотри в зеркало и определи причину лишнего веса

Как ускорить процесс постепенного похудения?

VOICE
Максимально быстрый интернет на даче: как этого добиться Максимально быстрый интернет на даче: как этого добиться

Как сделать так, чтобы интернет на даче был максимально быстрым

CHIP
Зоологи напугали кабанов мертвыми волками Зоологи напугали кабанов мертвыми волками

Кабаны боятся не только живых, но и мертвых волков

N+1
Топ-7 лучших автомобилей для дрифта Топ-7 лучших автомобилей для дрифта

Предлагаем наш вариант подборки топовых дрифткаров

РБК
Что стало с актерами сериала Что стало с актерами сериала

Что стало с исполнителями главных ролей сериала "Остаться в живых"?

VOICE
Почему можно оживить замороженных лягушек, но не людей? Почему можно оживить замороженных лягушек, но не людей?

Как лягушкам удается возвращаться к жизни после «превращения в ледышки»?

ТехИнсайдер
Что такое искусственная кома и чем она отличается от обычной Что такое искусственная кома и чем она отличается от обычной

Зачем человека специально вводят в кому?

ТехИнсайдер
Почему мы такие бедные? Часть 2. Основы финансовой грамотности Почему мы такие бедные? Часть 2. Основы финансовой грамотности

Как думаете, что нужно, чтобы жить обеспеченно?

Psychologies
На изящном: зачем Яеи Кусама раздевалась сама и раздевала других в своих антивоенных перформансах На изящном: зачем Яеи Кусама раздевалась сама и раздевала других в своих антивоенных перформансах

Как художники 60-х и 70-х выражали свои взгляды через телесные практики

Правила жизни
Открыть в приложении