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

Солнце меняет климат Солнце меняет климат

Почему климат на Земле так стремительно меняется

Наука и жизнь
День рождения Рунета. Посмотрите, как выглядели первые сайты на домене .ru День рождения Рунета. Посмотрите, как выглядели первые сайты на домене .ru

Погружаемся в ностальгию и вспоминаем, как выглядели первые сайты Рунета

Правила жизни
За водой на лунный южный полюс («Луна-25» и другие) За водой на лунный южный полюс («Луна-25» и другие)

Задачи, которые стояли перед «Луной-25», никуда не делись. Их придётся решать

Наука и жизнь
Любовная переписка втайне от партнера: 6 возможных причин Любовная переписка втайне от партнера: 6 возможных причин

Порой обмен сообщениями выходит за рамки дружеского и профессионального общения

Psychologies
Тайна китов со странным запахом Тайна китов со странным запахом

Почему мясо серых китов имеет специфический «лекарственный» запах?

Наука и жизнь
Александр Долгих. Роботы нас похоронят Александр Долгих. Роботы нас похоронят

Понимают ли машины с автопилотом последствия своих действий?

4x4 Club
Великое нашествие Великое нашествие

Вторжение монголов обратило русских государей в деспотов ордынского типа

Дилетант
История субкомпактов: 25 лет Suzuki Jimny III поколения и 53 – внедорожникам марки История субкомпактов: 25 лет Suzuki Jimny III поколения и 53 – внедорожникам марки

Полувековая внедорожная история японской компании Suzuki

4x4 Club
«Аленькие цветочки» внутренних вод «Аленькие цветочки» внутренних вод

Александр Бобров: очарование водных растений и гибридизации

Наука и жизнь
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
Во все легкие Во все легкие

Жители хорватского полуострова Истрия нашли путь к счастью

Вокруг света
«Постоянно всем угождаю»: 10 советов тем, кто не умеет отказывать, — для дома и работы «Постоянно всем угождаю»: 10 советов тем, кто не умеет отказывать, — для дома и работы

Делимся полезными рекомендациями, которые помогут научиться говорить «Нет»

Psychologies
Анемия вне сезона Анемия вне сезона

У каждой второй женщины и каждого третьего мужчины обнаруживается анемия

Лиза
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
Мундиры голубые и зелёные Мундиры голубые и зелёные

Между жандармами и армейцами всегда была взаимная неприязнь

Дилетант
Сверхзвуковая Сверхзвуковая

Полина Гагарина умеет удивлять и не боится творческих экспериментов

VOICE
Оазис впечатлений: чем способен удивить современный Ташкент Оазис впечатлений: чем способен удивить современный Ташкент

Что непременно стоит посмотреть в Ташкенте и где лучше остановиться

Forbes
Мороз Мороз

Этой весной и всегда Петербург ожидает Мороз

Собака.ru
«Она освободила женщин»: ушла из жизни создательница мини-юбки Мэри Куант «Она освободила женщин»: ушла из жизни создательница мини-юбки Мэри Куант

Роль Мэри Куант в истории мировой моды

VOICE
В России снова начались продажи машин Iran Khodro. Цены и подробности В России снова начались продажи машин Iran Khodro. Цены и подробности

Первые продажи иранских машин по параллельному импорту стартовали в России

РБК
Лучшие безалкогольные вина: выбор сомелье Лучшие безалкогольные вина: выбор сомелье

Чем интересны безалкогольные вина, и как выбрать самые интересные из них

СНОБ
«Я выбираю себя» «Я выбираю себя»

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

OK!
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
В 90 лет снова жених: бурная личная жизнь Бедроса Киркорова В 90 лет снова жених: бурная личная жизнь Бедроса Киркорова

История браков Бедроса Киркорова

VOICE
Почему аналитике ChatGPT не следует слепо доверять Почему аналитике ChatGPT не следует слепо доверять

Способен ли ChatGPT правильно выявлять тренды и делать прогнозы?

Forbes
«Где деньги, Лев?». Отрывок из книги о жизни дореволюционной России «Где деньги, Лев?». Отрывок из книги о жизни дореволюционной России

Почему Лев Толстой хотел лишить детей прав на свои книги

СНОБ
Авария Айртона Сенны: что случилось 29 лет назад Авария Айртона Сенны: что случилось 29 лет назад

Самая загадочная и необъяснимая авария за всю историю автогонок

РБК
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
Контрастный душ, завтрак и перерыв: 16 правил стройности — позаботьтесь о себе Контрастный душ, завтрак и перерыв: 16 правил стройности — позаботьтесь о себе

Полезные привычки полезны не только для фигуры, но и для психического здоровья

Psychologies
Месть бывшего любовника жены! Мужчина умер из-за бомбы в подаренной стереосистеме Месть бывшего любовника жены! Мужчина умер из-за бомбы в подаренной стереосистеме

Преступник из ревности заложил взрывчатку в свадебный подарок

ТехИнсайдер
Открыть в приложении