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

Пассажир на гиперзвуке Пассажир на гиперзвуке

Первый в истории самолет, который обещает преодолеть скорость звука на водороде

ТехИнсайдер
Лазерное шоу для рапса Лазерное шоу для рапса

Дроны с красным светом активизируют фотосинтез у культурных растений

Наука
Миссия: металл Миссия: металл

Зонд Psyche должен будет осмотреть целиком металлический мир

ТехИнсайдер
Циклическое переключение сценариев смерти вдвое продлило жизнь дрожжей Циклическое переключение сценариев смерти вдвое продлило жизнь дрожжей

Ученые смогли отрегулировать пути клеточного старений дрожжей

N+1
Тайна китов со странным запахом Тайна китов со странным запахом

Почему мясо серых китов имеет специфический «лекарственный» запах?

Наука и жизнь
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
«Кладовые солнца» калужской земли «Кладовые солнца» калужской земли

Болота. Много или мало их в России?

Наука и жизнь
«Привет, Барби»: лучшие фильмы Марго Робби «Привет, Барби»: лучшие фильмы Марго Робби

Фильмы с Марго Робби — от криминальных комедий до драматический байопиков

Правила жизни
Мой Сталинград Мой Сталинград

Когда началась война, я была студенткой мединститута

Наука и жизнь
«Эту сумку мне муж купил»: как материальная зависимость от мужчины ограничивает женскую свободу «Эту сумку мне муж купил»: как материальная зависимость от мужчины ограничивает женскую свободу

Почему финансовая зависимость может стать проблемой и как избежать этого?

Psychologies
Зонд Неймана Зонд Неймана

Серая слизь: сценарий апокалипсиса

Вокруг света
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
Тихая роскошь: как дорогой минимализм стал большим модным трендом Тихая роскошь: как дорогой минимализм стал большим модным трендом

Quiet luxury — что это за тренд и почему он востребован именно сейчас?

Правила жизни
«Образцовые» и «ненадежные»: как работает китайский социальный рейтинг «Образцовые» и «ненадежные»: как работает китайский социальный рейтинг

Разбираемся, как работает социальный рейтинг в Китае

РБК
Как с нами связаться Как с нами связаться

Что ж, ты его любишь, решено. Но как именно?

VOICE
Как снять машину с учета: подробная инструкция Как снять машину с учета: подробная инструкция

Бывают ситуации, когда нужно снять машину с учета. Подробная инструкция

РБК
Смертоносные тренинги: как псевдопсихологи заманивают в секты и доводят учеников до самоубийства Смертоносные тренинги: как псевдопсихологи заманивают в секты и доводят учеников до самоубийства

Что же это за смертоносные тренинги и почему люди идут туда за помощью

Psychologies
Холод помогает бороться со старением и увеличивает продолжительность жизни Холод помогает бороться со старением и увеличивает продолжительность жизни

Как холод влияет на организм человека?

ТехИнсайдер
100-летние сестры рассказали, как поддерживать остроту ума в глубокой старости. Стоит узнать! 100-летние сестры рассказали, как поддерживать остроту ума в глубокой старости. Стоит узнать!

Ширли Ходс и Рут Свидлер — о правильном и здоровом старении

ТехИнсайдер
Ушли в храм и на стройку: как сложились судьбы советских актеров одной роли Ушли в храм и на стройку: как сложились судьбы советских актеров одной роли

Получить главную роль — удача для любого актера. Но успех может быть мимолетен

VOICE
Шутил, готовил и копировал американцев: как менялся Иван Ургант за время работы на ТВ Шутил, готовил и копировал американцев: как менялся Иван Ургант за время работы на ТВ

Как складывалась телекарьера Ивана Урганта: собрали самые знаковые проекты

VOICE
8 лайфхаков, которые улучшат память 8 лайфхаков, которые улучшат память

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

Psychologies
Без зажимов и комплексов: 5 танцевальных практик для принятия себя и своего тела Без зажимов и комплексов: 5 танцевальных практик для принятия себя и своего тела

Как можно освободиться от этих зажимов? С помощью танца

Psychologies
Гедонизм в эпоху дедлайнов: как менялся культ наслаждения от античности до наших дней Гедонизм в эпоху дедлайнов: как менялся культ наслаждения от античности до наших дней

Что такое гедонизм и может ли он сделать нас счастливее

Forbes
6 фильмов, в которых снялись профессиональные спортсмены 6 фильмов, в которых снялись профессиональные спортсмены

Знаменитые спортсмены иногда проявляют себя не только в профессиональном спорте.

Maxim
Электричка с зоркими глазами Электричка с зоркими глазами

Беспилотники пригородного сообщения

Наука
Логинов Логинов

Самый востребованный и титулованный российский предметный дизайнер Дима Логинов

Собака.ru
Большой вес при рождении повысил риск мерцательной аритмии во взрослом возрасте Большой вес при рождении повысил риск мерцательной аритмии во взрослом возрасте

Большой вес при рождении повысил риск мерцательной аритмии во взрослом возрасте

N+1
Мир IT. Честные и зубастые Мир IT. Честные и зубастые

Сегодня IT — это “новая нефть”

Men Today
Снимок Деймоса — спутника Марса — впервые сделан в высоком разрешении Снимок Деймоса — спутника Марса — впервые сделан в высоком разрешении

Космический зонд Hope сделал первые снимки высокого разрешения Деймоса

ТехИнсайдер
Открыть в приложении