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
Норвежцы превратили яичную скорлупу в прототип костного трансплантата Норвежцы превратили яичную скорлупу в прототип костного трансплантата

Ученые разработали прототип костного трансплантата из аморфного фосфата кальция

N+1
Можно ли приручить землетрясение? Можно ли приручить землетрясение?

Что мы знаем о землетрясениях?

Наука и жизнь
«Мужчины боятся сильных женщин»: 4 контраргумента — узнайте плюсы таких отношений «Мужчины боятся сильных женщин»: 4 контраргумента — узнайте плюсы таких отношений

Многие считают, что сильные женщины несчастны в личной жизни

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

Какая фауна обитает в пещерах?

Наука и жизнь
ИИ научился убирать атмосферные помехи с астрономических снимков ИИ научился убирать атмосферные помехи с астрономических снимков

Изображения с лучших наземных телескопов размыты из-за смещения воздушных масс

ТехИнсайдер
Стихийные отношения Стихийные отношения

Громкие заявления о подъеме уровня океана голландцы не слышат, а видят

Вокруг света
Союз дела и денег. Оценка экономической устойчивости проектов в области социального предпринимательства | The Union of Business and Money. Evaluation of the Economic Sustainability of Social Entrepreneurship Projects Союз дела и денег. Оценка экономической устойчивости проектов в области социального предпринимательства | The Union of Business and Money. Evaluation of the Economic Sustainability of Social Entrepreneurship Projects

Модель оценки воздействия проектов в области социального предпринимательства

Позитивные изменения
Вселенная, пульсирующая в чёрной дыре Вселенная, пульсирующая в чёрной дыре

Происхождение Вселенной всегда волновало людей

Наука и жизнь
12 шпионов из сериалов 12 шпионов из сериалов

Дюжина самых необычных шпионов на ТВ

Weekend
Ирландский клан Ирландский клан

Как потомки ирландских эмигрантов Кеннеди добились «звёздности»?

Дилетант
Чем плох дешевый джин и другие важные факты, которые нужно знать про этот напиток Чем плох дешевый джин и другие важные факты, которые нужно знать про этот напиток

Каким бывает джин?

Maxim
Ходим парой Ходим парой

Почему женская дружба может быть одной из самых важных вещей на свете

Лиза
«Восток поднимается, а Запад катится вниз»: самые яркие высказывания Си Цзиньпина о США, СССР, войне и мире «Восток поднимается, а Запад катится вниз»: самые яркие высказывания Си Цзиньпина о США, СССР, войне и мире

На примере цитат китайского лидера показываем его политическую позицию

Maxim
«Нужна конфиденциальность — не вступайте в программу лояльности»: какие покупательские данные может собирать супермаркет «Нужна конфиденциальность — не вступайте в программу лояльности»: какие покупательские данные может собирать супермаркет

Монетизация данных о клиентах — это ещё один источник дохода для компаний

VC.RU
«Валсарб»: отрывок из книги о девочке, которая хранит чужую память «Валсарб»: отрывок из книги о девочке, которая хранит чужую память

Отрывок из книги «Валсарб» — о девочке, которая слышит голоса умерших людей

Forbes
Нейросети, доступные каждому: большой актуальный каталог Нейросети, доступные каждому: большой актуальный каталог

Составили для вас большой каталог нейросетей на все случаи жизни

CHIP
5 эффективных способов, которые помогут избавиться от второго подбородка 5 эффективных способов, которые помогут избавиться от второго подбородка

Эффективные и безопасные способы убрать второй подбородок

ТехИнсайдер
Сдал экзамен на юриста: чего ждать от искусственного интеллекта GPT-4 Сдал экзамен на юриста: чего ждать от искусственного интеллекта GPT-4

Новая GPT-4 блестяще сдала несколько экзаменов, предназначенных для людей

Forbes
Золотой век тирании: как прогрессивная демократия на Филиппинах стала диктатурой Золотой век тирании: как прогрессивная демократия на Филиппинах стала диктатурой

Фердинанд Маркос — один из самых расчетливых азиатских диктаторов XX века

Forbes
Ресторатор Андрей Деллос — о новом прочтении французской кухни в России Ресторатор Андрей Деллос — о новом прочтении французской кухни в России

Андрей Деллос — о фирменных блюдах нового гранд-кафе «Шануар»

РБК
Я, мама, бабушка Я, мама, бабушка

Какую роль близкие женщины играют в нашей жизни?

Лиза
Режиссер Масааки Юаса: Я хотел бы сделать анимацию, которую наш глаз не отличит от фотореалистичного изображения Режиссер Масааки Юаса: Я хотел бы сделать анимацию, которую наш глаз не отличит от фотореалистичного изображения

Интервью с аниматором Масааки Юасой о его фильме «Ину-о: Рождение легенды»

СНОБ
За стеклом За стеклом

7 секретов макияжа для тех, кто носит очки

Лиза
Инспектор ГИБДД попросил выйти из машины. Как себя вести Инспектор ГИБДД попросил выйти из машины. Как себя вести

Зачем инспектор ГИБДД просит выйти из машины и есть ли у него на это право?

РБК
Программисты, визионеры и гении бизнеса: кто придумал ChatGPT и куда они его ведут Программисты, визионеры и гении бизнеса: кто придумал ChatGPT и куда они его ведут

Как зародилась идея ChatGPT и какие цели преследуют ее создатели?

Forbes
На все случаи жизни На все случаи жизни

9 неожиданных способов применения картофеля в быту

Лиза
Удивительные тапиры: что вы слышали об этом существе? Удивительные тапиры: что вы слышали об этом существе?

Тапиры: как они выглядят, где обитают, что едят?

ТехИнсайдер
«Мини-юбка — провокация?»: что на самом деле значит одежда — разбор с психологами «Мини-юбка — провокация?»: что на самом деле значит одежда — разбор с психологами

О чем же говорит наш выбор одежды?

Psychologies
Звезды, которые бросили пить Звезды, которые бросили пить

Этих звезд теперь не заманишь на бокальчик просекко и коктейли!

VOICE
Открыть в приложении