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

Сколько можно спать? Сколько можно спать?

Еще несколько сотен лет назад европейцы спали дважды за сутки

Популярная механика
Еда Еда

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

Собака.ru
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
Нетревожные отношения с едой (и с собой): 5 важных советов нутрициолога Нетревожные отношения с едой (и с собой): 5 важных советов нутрициолога

Как изменить пищевые привычки? Подглядываем советы у нутрициолога

Psychologies
Тайна китов со странным запахом Тайна китов со странным запахом

Почему мясо серых китов имеет специфический «лекарственный» запах?

Наука и жизнь
Как экстраверту и интроверту ужиться вместе: 5 подсказок — постройте гармоничные отношения Как экстраверту и интроверту ужиться вместе: 5 подсказок — постройте гармоничные отношения

Как партнерам с разными темпераментами достичь взаимопонимания?

Psychologies
Северяне в Эстонии Северяне в Эстонии

11 ноября 1918 года перемирием в Компьене закончилась Великая война

Дилетант
Советы от 100-летнего доктора, чтобы оставаться счастливым. Стоит узнать! Советы от 100-летнего доктора, чтобы оставаться счастливым. Стоит узнать!

Что нужно для счастливой и здоровой жизни?

ТехИнсайдер
Закоренелые холостяки: как впустить в свою жизнь человека, если вы привыкли к одиночеству Закоренелые холостяки: как впустить в свою жизнь человека, если вы привыкли к одиночеству

Как все-таки решиться на совместное проживание?

Psychologies
Себе и людям: как благотворительные фонды становятся собственниками компаний Себе и людям: как благотворительные фонды становятся собственниками компаний

Почему собственники выбирают конструкцию бизнеса с благотворительными фондами?

Forbes
Электрический адреналин Электрический адреналин

Арно Жакар первым преодолел маршрут Africa Eco Race на электрическом байке

ТехИнсайдер
Рома Декабрев: «Гнездо синицы». Часть одной игры Рома Декабрев: «Гнездо синицы». Часть одной игры

Отрывок из романа-иллюзии «Гнездо синицы»

СНОБ
Готовимся к лету: как почистить кондиционер своими силами Готовимся к лету: как почистить кондиционер своими силами

Пошаговая инструкция, как почистить кондиционер, — будет работать как новый!

ТехИнсайдер
8 водных активностей, которые надо попробовать этим летом и как заниматься ими безопасно 8 водных активностей, которые надо попробовать этим летом и как заниматься ими безопасно

Когда вода — твоя стихия!

Maxim
Хозяева чащи Хозяева чащи

Итак, кого же можно назвать хозяевами джунглей?

Вокруг света
Земля до начала времен: как у динозавра из Южной Америки нашлась австралийская «сестра» Земля до начала времен: как у динозавра из Южной Америки нашлась австралийская «сестра»

Ученые сравнили два черепа динозавров и сделали удивительный вывод

Вокруг света
Деревья помнят: как историки засекли викингов в Америке и поможет ли это добраться до фараонов? Деревья помнят: как историки засекли викингов в Америке и поможет ли это добраться до фараонов?

Устанавливать даты можно не только по письменным источникам

Вокруг света
Чем полезна и опасна кето диета: можно ли на ней похудеть? Чем полезна и опасна кето диета: можно ли на ней похудеть?

Кето-диета многим помогла похудеть. Но будьте осторожны: эта диета не для всех!

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
Плюсы и минусы автомобилей с панорамной крышей Плюсы и минусы автомобилей с панорамной крышей

Что такое панорамный люк? И все ли люки панорамные? Это плюс или скорее минус?

4x4 Club
Гнилая ниточка. Как одна «абсолютно счастливая женщина» справлялась с алкогольной зависимостью в семье Гнилая ниточка. Как одна «абсолютно счастливая женщина» справлялась с алкогольной зависимостью в семье

Алевтина Кондратьевна всю жизнь боролась с пьянством в семье

СНОБ
«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
Выдавливание и токсичность: как работодатели реагируют на «тихое увольнение» Выдавливание и токсичность: как работодатели реагируют на «тихое увольнение»

Работодатели отвечают на «тихое увольнение» «тихим выдавливанием»

Forbes
Партия, сменяемость власти и открытость: в чем секрет китайской модели развития Партия, сменяемость власти и открытость: в чем секрет китайской модели развития

Что представляет собой китайский путь развития страны?

Forbes
Заживает втрое быстрее: найден способ ускорить лечение ран с помощью электричества Заживает втрое быстрее: найден способ ускорить лечение ран с помощью электричества

В перспективе такой способ лечения ран может спасти тысячи жизней

Вокруг света
В человеческом мозге разглядели две системы контроля движений В человеческом мозге разглядели две системы контроля движений

Области моторной коры по-разному активируются при разных движениях тела

N+1
На Хонсю обнаружили древнейших в Японии кур На Хонсю обнаружили древнейших в Японии кур

Археологи обнаружили на доисторическом поселении останки древних птиц

N+1
5 фэнтези-романов для любителей черного юмора 5 фэнтези-романов для любителей черного юмора

Щепотка едкой иронии и мрачный черный юмор добавляют фэнтези огонька и яркости

Maxim
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
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
Открыть в приложении