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

Светить всегда? Светить везде? Светить всегда? Светить везде?

Как выбрать подсветку для рассады?

Наука и жизнь
Пиктов назвали потомками населения Британии железного века Пиктов назвали потомками населения Британии железного века

Палеогенетики прочитали полные геномы двух вероятных пиктов

N+1
Летящие над водой Летящие над водой

Одна из самых интересных технологий, переживающая настоящий ренессанс – фойлы

ТехИнсайдер
Я, он и его бывшая: реальные истории о манипуляциях и эмоциональной зависимости Я, он и его бывшая: реальные истории о манипуляциях и эмоциональной зависимости

Преследования, угрозы, попытки вернуться... Почему бывшие ведут себя так?

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

Какая фауна обитает в пещерах?

Наука и жизнь
Противораковая вакцина: когда она появится Противораковая вакцина: когда она появится

Свойства злокачественных новообразований можно использовать против них самих

Наука
Эмоциональный интеллект для менеджеров проектов Эмоциональный интеллект для менеджеров проектов

Навыки работы с людьми, необходимые для достижения лучших результатов

kiozk originals
Избавление от атомной энергетики может увеличить загрязнение воздуха Избавление от атомной энергетики может увеличить загрязнение воздуха

Что произойдет, если атомные реакторы вывести из эксплуатации

ТехИнсайдер
Может ли нам быть хорошо, когда все плохо? Может ли нам быть хорошо, когда все плохо?

Как сохранить хорошее настроение, если события внушают тревогу?

Psychologies
Почему пассажирские самолеты летают на высоте 10 километров? Почему пассажирские самолеты летают на высоте 10 километров?

Откуда в гражданской авиации взялась планка 10 километров?

ТехИнсайдер
«Сфера» развлечений «Сфера» развлечений

Летом 2023 года над Лас-Вегасом засветилась Луна и превратилась в огромный глаз

ТехИнсайдер
Большая уборка Большая уборка

Приводим квартиру в порядок после зимы

Лиза
Как из салона: звездные мастера маникюра раскрыли свои секреты нанесения покрытия Как из салона: звездные мастера маникюра раскрыли свои секреты нанесения покрытия

Идеальный домашний маникюр без пятен и вмятин? Проще сказать, чем сделать!

VOICE
Почему в России так популярны фильмы Marvel — мнение психолога Почему в России так популярны фильмы Marvel — мнение психолога

Что притягивает нас в супергеройских картинах?

Psychologies
Как карта ляжет Как карта ляжет

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

Grazia
Снова запутались волосы? Возможно у вас генетическое заболевание, известное как синдром нерасчесываемых волос Снова запутались волосы? Возможно у вас генетическое заболевание, известное как синдром нерасчесываемых волос

Почему волосы путаются?

ТехИнсайдер
Как заниженная самооценка влияет на отношения: 10 негативных последствий Как заниженная самооценка влияет на отношения: 10 негативных последствий

С какими же проблемами можно столкнуться, имея заниженную самооценку?

Psychologies
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
Как модники полюбили «некрасивые» беговые кроссовки — и на какие бренды обратить внимание Как модники полюбили «некрасивые» беговые кроссовки — и на какие бренды обратить внимание

Как утилитарные спортивные модели стали актуальными не только на беговом треке?

Правила жизни
Дорогу педагогу. Как родителям понять учителей Дорогу педагогу. Как родителям понять учителей

В чем ошибаются педагоги и как родителям найти с ними общий язык

СНОБ
Наши бабушки и дедушки – новые иконы стиля: это официальный мировой тренд Наши бабушки и дедушки – новые иконы стиля: это официальный мировой тренд

Новый мегатренд, которому теперь следуют селебрити

VOICE
Эйджизм устарел: как дискриминация по возрасту отражается на экономике Эйджизм устарел: как дискриминация по возрасту отражается на экономике

Вовлечение пожилых в общество имеет положительные экономические последствия

Forbes
Сохрани на память Сохрани на память

Что такое гиппокамп и как он работает?

Grazia
Евгений Кремчуков: «Волшебный хор». Отрывок из романа Евгений Кремчуков: «Волшебный хор». Отрывок из романа

Глава из романа, который пытается разобраться в смыслообразованиях России

СНОБ
7 типов неудобных собеседников: как с ними общаться? 7 типов неудобных собеседников: как с ними общаться?

Разберем наиболее сложные типажи собеседников, а также способы общения с ними

Psychologies
Идеология «умственных плотин» Идеология «умственных плотин»

Россия колебалась между общеевропейским путём развития и своим «особым путём»

Дилетант
Посмотрите на интересные решения, чтобы освежить старый дом Посмотрите на интересные решения, чтобы освежить старый дом

Как максимально эффективно использовать каждый сантиметр пространства

ТехИнсайдер
Илистые прыгуны и тетраподы независимо научились моргать ради жизни на суше Илистые прыгуны и тетраподы независимо научились моргать ради жизни на суше

Илистые прыгуны — необычные рыбы, которые живут на суше — моргают

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

Предлагаем наш вариант подборки топовых дрифткаров

РБК
Как ускорить работу ноутбука: 6 полезных советов Как ускорить работу ноутбука: 6 полезных советов

Как ускорить ноутбук или повысить его производительность?

CHIP
Открыть в приложении