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

Как перестать бороться с сорняками и превратить врага в союзника Как перестать бороться с сорняками и превратить врага в союзника

Ещё вчера трава была вашим врагом, а сегодня это ваш друг и лучший помощник!

Наука и жизнь
Неожиданно: бензопилы изначально были изобретены для оказания помощи при родах Неожиданно: бензопилы изначально были изобретены для оказания помощи при родах

Удивительно, но факт: в XVIII веке бензопилы использовались при родах

ТехИнсайдер
Сколько можно спать? Сколько можно спать?

Еще несколько сотен лет назад европейцы спали дважды за сутки

Популярная механика
Мой дом — мои правила: глава из бестселлера Ольги Примаченко «К себе нежно» Мой дом — мои правила: глава из бестселлера Ольги Примаченко «К себе нежно»

Отрывок из книги «К себе нежно»: как сделать комфортным свое пространство

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

Какая фауна обитает в пещерах?

Наука и жизнь
Почему жертв кибермошенников не становится меньше Почему жертв кибермошенников не становится меньше

Каждый второй россиянин хоть раз становился жертвой кибермошенников. Почему?

Forbes
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
Великое дао скромного боба: как соевый соус завоевал статус интернациональной приправы Великое дао скромного боба: как соевый соус завоевал статус интернациональной приправы

Соевый соус проделал непростой путь длиной в 2500 лет

Вокруг света
Внуки лунохода Внуки лунохода

Экскурсия в инженерный центр беспилотных технологий «Яндекса»

Популярная механика
Opel Frontera (1991-2004). Range Rover для среднего класса Opel Frontera (1991-2004). Range Rover для среднего класса

Этих ветеранов знают все, однако многим из них уже далеко за двадцать

4x4 Club
Слон Жюля Верна Слон Жюля Верна

Креативное продолжение фантазий Жюля Верна в путешествии по его родному городу

Вокруг света
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
ИИ как платформа: какие перспективы уже показала технология машинного обучения ИИ как платформа: какие перспективы уже показала технология машинного обучения

Почему машинное обучение взбудоражило мировую общественность?

Forbes
Секс без любви: может ли страсть превратиться в глубокое чувство Секс без любви: может ли страсть превратиться в глубокое чувство

Если двоих связывает лишь секс, всегда ли их отношения им и ограничиваются?

Psychologies
Рената Абдулина: «Главным трендом будет кооперация» Рената Абдулина: «Главным трендом будет кооперация»

Как идет процесс импортозамещения зарубежного ПО в России

РБК
Нейроны мышей почувствовали ультразвук механочувствительными ионными каналами Нейроны мышей почувствовали ультразвук механочувствительными ионными каналами

Мозг «чувствует» ультразвук низкой интенсивности

N+1
В Чатал-Хююке нашли фрагменты веревок и текстиля из волокон луба В Чатал-Хююке нашли фрагменты веревок и текстиля из волокон луба

Артефакты из Чатал-Хююка датируются VII тысячелетием до нашей эры

N+1
Помпон, пампон или бумбон: зачем вообще придумали крепить его к шапками? Помпон, пампон или бумбон: зачем вообще придумали крепить его к шапками?

Думаете, что игривый помпончик из ниток на шапке придумали ради моды?

ТехИнсайдер
Сделать красиво Сделать красиво

Марина Ермошкина знает, как сделать так, чтобы о тебе заговорила страна

OK!
«Поп Гапон и японские винтовки» «Поп Гапон и японские винтовки»

15 поразительных историй времен дореволюционной России

N+1
Полет на Маркс: фантастические проекты советских авангардистов Полет на Маркс: фантастические проекты советских авангардистов

Авангардистам редко удавалось осуществить свои утопические фантазии на практике

Правила жизни
Белый сервиз Малевича и другие дизайн-решения советских авангардистов Белый сервиз Малевича и другие дизайн-решения советских авангардистов

Как идеи авангардистов воплощались в предметах, используемых в быту

Правила жизни
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
«Я могу проспать 14 часов и все равно чувствовать усталость»: что такое гиперсомния — рассказ от первого лица «Я могу проспать 14 часов и все равно чувствовать усталость»: что такое гиперсомния — рассказ от первого лица

Каково жить, когда почти все время хочется спать?

Psychologies
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
Голливудская «Аллея славы» Forbes: самые богатые знаменитости в истории Голливудская «Аллея славы» Forbes: самые богатые знаменитости в истории

Собственная голливудская «Аллея славы» Forbes

Forbes
Страшное сияние совершенного разума: почему мы боимся искусственного интеллекта и как преодолеть страх? Страшное сияние совершенного разума: почему мы боимся искусственного интеллекта и как преодолеть страх?

Откуда взялся страх перед искусственным интеллектом и насколько он опасен?

Правила жизни
«Казанова в юбке»: 4 признака нового типа женщин — в чем плюсы «Казанова в юбке»: 4 признака нового типа женщин — в чем плюсы

Сегодняшние жесткие реалии зачастую требуют от женщин мужских качеств

Psychologies
«Носы у нас обеих крупные, но непохожие»: Мариэтта Цигаль-Полищук о роли Раневской «Носы у нас обеих крупные, но непохожие»: Мариэтта Цигаль-Полищук о роли Раневской

Актриса Мариэтта Цигаль-Полищук — о творческом пути и влиянии матери на карьеру

Forbes
Необычная ролевая игра! 70-летняя пенсионерка начала переодеваться в Тюдоров 16 века Необычная ролевая игра! 70-летняя пенсионерка начала переодеваться в Тюдоров 16 века

Британка после выхода на пенсию нашла удовольствие в иммерсивных экскурсиях

ТехИнсайдер
Открыть в приложении