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

Битва куликова Битва куликова

…Бойцовые собаки, бойцовые петухи, бойцовые кулики. Вы знаете о последних?

Наука и жизнь
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
Под ветвями вишни... Под ветвями вишни...

Рассказ для любителей фантастики «Под ветвями вишни...»

Наука и жизнь
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
Фальшивый Чаадаев Фальшивый Чаадаев

Популярный портрет гусара Чаадаева является старой фальшивкой

Дилетант
Жизнь в смешанных стайках сделала китайских птиц похожими друг на друга Жизнь в смешанных стайках сделала китайских птиц похожими друг на друга

Птицы, которые кочуют смешанными стайками, становятся похожими друг на друга

N+1
Cоцсети негативно сказываются на психике и кошельке человека? Еще как! Объяснение эксперта Cоцсети негативно сказываются на психике и кошельке человека? Еще как! Объяснение эксперта

Как постоянное влияние медиа меняет поведение людей

ТехИнсайдер
«Все мы уникальны и важны»: как осознать безусловную ценность — мнение психолога «Все мы уникальны и важны»: как осознать безусловную ценность — мнение психолога

Почему мы сомневаемся в собственной ценности и что с этим делать

Psychologies
5 малоизвестных книг братьев Стругацких, которые стоит прочитать 5 малоизвестных книг братьев Стругацких, которые стоит прочитать

Советуем произведения братьев Стругацких, которые заслуживают внимания

Правила жизни
В 64 миллиона раз нейробиологи увеличили разрешение МРТ-снимков мозга В 64 миллиона раз нейробиологи увеличили разрешение МРТ-снимков мозга

Нейробиологи радикально повысили разрешение МРТ

ТехИнсайдер
Австралийские клопы обмазались липким растительным соком ради охоты Австралийские клопы обмазались липким растительным соком ради охоты

Один из немногих примеров, когда насекомые используют инструменты для охоты

N+1
Почему может быть опасно носить чужие украшения? Почему может быть опасно носить чужие украшения?

Есть определённые нюансы ношения украшений, которые ранее принадлежали другим

VOICE
Концерт состоится: 11 фильмов о музыкантах Концерт состоится: 11 фильмов о музыкантах

Шпаргалка с фильмами о музыкантах: современных и классических

Правила жизни
Машины, которых нам не хватает Машины, которых нам не хватает

Российские автомобили стали главными на отечественном рынке

Деньги
Т9 на стероидах: способен ли искусственный интеллект заменить финансовых аналитиков Т9 на стероидах: способен ли искусственный интеллект заменить финансовых аналитиков

Cможет ли ИИ заменить финансового аналитика и помочь инвесторам зарабатывать?

Forbes
Дитя порока: на кого похожа и как живет единственная общая дочь фриков из скандальной группы Die Antwoord Дитя порока: на кого похожа и как живет единственная общая дочь фриков из скандальной группы Die Antwoord

Какой выросла Сикстин Джонс — дочь участников Die Antwoord

VOICE
Почему перед футбольным матчем вместе с футболистами на поле выходят дети? Почему перед футбольным матчем вместе с футболистами на поле выходят дети?

Как зародилась традиция выходить на футбольное поле вместе с детьми?

ТехИнсайдер
Опасные игры: правила для любовников Опасные игры: правила для любовников

Какие правила для любовников формулирует психолог Ульрих Клемент

Psychologies
Короли небес: история о том, как создавались легендарные широкофюзеляжные самолеты Короли небес: история о том, как создавались легендарные широкофюзеляжные самолеты

1960-е – золотой век мировой гражданской авиации

ТехИнсайдер
Магия цифр: как скручивают пробег автомобиля и как узнать реальные цифры Магия цифр: как скручивают пробег автомобиля и как узнать реальные цифры

Как понять, что у подержанного автомобиля скорректированы показания одометра

CHIP
Нина Дорошина. Не советская девочка с балетной походкой Нина Дорошина. Не советская девочка с балетной походкой

В Дорошиной никогда не было ни зависти, ни каких-либо понятий о конкуренции

Коллекция. Караван историй
«Больше» всегда «лучше»: это предубеждение встроено прямо в язык «Больше» всегда «лучше»: это предубеждение встроено прямо в язык

Наш язык плотно связывает "увеличение" с "улучшением"

ТехИнсайдер
Еда Еда

К любимой горожанами цветочной лавке «Зеленогорск» пристроили кафе-бар

Собака.ru
Хозяева чащи Хозяева чащи

Итак, кого же можно назвать хозяевами джунглей?

Вокруг света
Скользкий след в истории Земли: почему люди испытывают отвращение к слизи Скользкий след в истории Земли: почему люди испытывают отвращение к слизи

Отрывок из «Книги слизи. Скользкий след в истории Земли»

Forbes
Без импортных яиц Без импортных яиц

Зависимость от иностранного материала для инкубации снизили до минимума

Агроинвестор
10 страшных игр, в которые лучше не играть ночью 10 страшных игр, в которые лучше не играть ночью

На тот случай, если хочешь стать непосредственным участником ужастика

Maxim
«Мы сделаны из звездного вещества»: какую роль в астрономии играют женщины-ученые «Мы сделаны из звездного вещества»: какую роль в астрономии играют женщины-ученые

Глава из книги «Обращенные к звездам: прошлое, настоящее и будущее астрономии»

Forbes
На каком масле жарить и еще 5 вопросов о жирах, полезных и не очень На каком масле жарить и еще 5 вопросов о жирах, полезных и не очень

Полезные жиры — залог стройного тела, но какие жиры считать полезными?

Правила жизни
Дарья Мельникова: «В жизни ничего не изображаю» Дарья Мельникова: «В жизни ничего не изображаю»

Дарья Мельникова называет себя обычной и скучной, но мы убедились: это не так

VOICE
Открыть в приложении