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

Цезарь и Антоний Цезарь и Антоний

Великий полководец и политик Гай Юлий Цезарь погрузил Рим в гражданскую войну

Дилетант
«Я выбираю себя» «Я выбираю себя»

Ида Галич — о том, считает ли себя звездой она сама

OK!
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
«Виноваты родители?»: откуда берутся токсичные люди — разбор с психологами «Виноваты родители?»: откуда берутся токсичные люди — разбор с психологами

Как, в какой момент человек становится токсичным?

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

Какая фауна обитает в пещерах?

Наука и жизнь
Где находится исток Нила? Спустя тысячи лет никто не нашел ответа на этот вопрос Где находится исток Нила? Спустя тысячи лет никто не нашел ответа на этот вопрос

Происхождение вод Нила завораживало древних египтян и до сих пор не изучено

ТехИнсайдер
Куда улетают грифы? Куда улетают грифы?

Грифы — удивительно интересные и умные создания

Наука и жизнь
Как карта ляжет Как карта ляжет

Точки на планете, воспоминания о которых не потускнеют даже через много лет!

Grazia
Самец магота научился отпугивать сородичей хлопком в ладоши Самец магота научился отпугивать сородичей хлопком в ладоши

Магот из Леса обезьян в Рокамадуре изобрел новый для своего вида жест

N+1
Вокал в музыкальных записях стал тише с середины прошлого века Вокал в музыкальных записях стал тише с середины прошлого века

Громкость основного вокала по отношению к инструментам снизилась впятеро

N+1
«Аленькие цветочки» внутренних вод «Аленькие цветочки» внутренних вод

Александр Бобров: очарование водных растений и гибридизации

Наука и жизнь
Дань Моди: насколько прочны связи миллиардера Адани с индийским правительством Дань Моди: насколько прочны связи миллиардера Адани с индийским правительством

Как два амбициозных брата построили Adani Group и потеряли все в один миг

Forbes
10 способов пережить одиночество 10 способов пережить одиночество

Лайфхаки, которые помогут скрасить ваше одиночество

Psychologies
13 простых вещей, которые тихо крадут красоту: ты даже не замечаешь! 13 простых вещей, которые тихо крадут красоту: ты даже не замечаешь!

Эти с виду невинные привычки день за днем воруют твою красоту

VOICE
Как выжить без стилиста, когда не соответствуешь модным стандартам? Как выжить без стилиста, когда не соответствуешь модным стандартам?

Мы все знаем про капсулу, но что делать, если у тебя нестандартный размер?

VOICE
Гидра: удивительное животное, которое почти невозможно убить Гидра: удивительное животное, которое почти невозможно убить

Гидра — что это за животное и почему оно так названо?

ТехИнсайдер
8 лайфхаков, которые улучшат память 8 лайфхаков, которые улучшат память

Что делать, если мы начинаем забывать и то, что нужно?

Psychologies
Наноколебания помогли разглядеть резистентных бактерий под микроскопом Наноколебания помогли разглядеть резистентных бактерий под микроскопом

Оценить чувствительность к антибиотикам по нанодвижениям можно всего за два часа

N+1
Не будь как Меган Маркл: 10 правил этикета, которые нужно соблюдать в Великобритании Не будь как Меган Маркл: 10 правил этикета, которые нужно соблюдать в Великобритании

Разбираем бунтарство Меган Маркл

Psychologies
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
Плюсы и минусы автомобилей с панорамной крышей Плюсы и минусы автомобилей с панорамной крышей

Что такое панорамный люк? И все ли люки панорамные? Это плюс или скорее минус?

4x4 Club
Гормон победителей дофамин: почему мы от него зависим Гормон победителей дофамин: почему мы от него зависим

Как использовать дофамин себе во благо и не попасть в ловушку зависимости

Правила жизни
Почему диеты не работают: 3 причины — объяснение клинического психолога Почему диеты не работают: 3 причины — объяснение клинического психолога

Почему диеты заканчиваются срывами, а с сброшенные килограммы возвращаются снова

Psychologies
Что не так с ответственностью бизнеса за утечки данных Что не так с ответственностью бизнеса за утечки данных

Как компании будут нести ответственность за утечки персональных данных?

Forbes
Культура труда Культура труда

Арт-индустрия готова многое предложить тем, кто решится связать с ней свою жизнь

VOICE
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
Гравитационное линзирование указало на волновую природу темной материи Гравитационное линзирование указало на волновую природу темной материи

Согласно новому исследованию, темная материя состоит из сверхлегких аксионов

N+1
«Все чувствуют себя в безопасности»: 5 принципов здоровой семьи — простой чек-лист «Все чувствуют себя в безопасности»: 5 принципов здоровой семьи — простой чек-лист

Пять основных характеристик семьи, которую можно назвать счастливой

Psychologies
Темная сторона Древней Греции: о чем не рассказывают детям на уроках истории Темная сторона Древней Греции: о чем не рассказывают детям на уроках истории

Мало кто из нас обрадовался бы, оказавшись в Древней Греции

Maxim
«Будь здоров!»: 16 элементов психического и эмоционального здоровья — чек-лист психоаналитика «Будь здоров!»: 16 элементов психического и эмоционального здоровья — чек-лист психоаналитика

Из чего складывается психическое здоровье?

Psychologies
Открыть в приложении