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

Летящие над водой Летящие над водой

Одна из самых интересных технологий, переживающая настоящий ренессанс – фойлы

ТехИнсайдер
Женские хобби, которые раньше были исключительно мужскими Женские хобби, которые раньше были исключительно мужскими

6 занятий, которые сменили пол

Maxim
Душистые травы прованса Душистые травы прованса

Любители вкусно покушать при упоминании Прованса вспоминают прованские травы

Наука и жизнь
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
Тайна китов со странным запахом Тайна китов со странным запахом

Почему мясо серых китов имеет специфический «лекарственный» запах?

Наука и жизнь
Дом гейш, роддом прошлого и раздевалка футболистов: 6 необычных локаций из новых книг Дом гейш, роддом прошлого и раздевалка футболистов: 6 необычных локаций из новых книг

Книги, которые помогут перенестись в какое-нибудь необычное место

ТехИнсайдер
Ни рук, ни ног — вообще ничего… Ни рук, ни ног — вообще ничего…

Что представляют собой змеи, чем они опасны и чем прекрасны?

Наука и жизнь
«Незаслуженно худые»: почему некоторые люди остаются стройными несмотря ни на что? «Незаслуженно худые»: почему некоторые люди остаются стройными несмотря ни на что?

Отрывок из книги «Почему я не худею. Дело не в диете, дело — в голове»

Psychologies
Как планеты спасают воду от слишком активных звезд: неожиданное исследование Как планеты спасают воду от слишком активных звезд: неожиданное исследование

Планета может сохранить воду, даже если её омывали потоки солнечной радиации

ТехИнсайдер
«Возвращение в Сеул»: как разрыв связи с родиной ведет к потере идентичности «Возвращение в Сеул»: как разрыв связи с родиной ведет к потере идентичности

«Возвращение в Сеул» вскрывает межпоколенческие травмы и ищет пути их излечения

Forbes
Погибоша аки обре Погибоша аки обре

Как история обошлась с могучим племенем обров или аваров

Вокруг света
Как болезнь Пика уничтожает личность: подлинная история Как болезнь Пика уничтожает личность: подлинная история

Отрывок из книги «В молекуле от безумия»

Psychologies
12 лучших сериалов про маньяков 12 лучших сериалов про маньяков

Сериалы для любителей безопасно пощекотать себе нервы

Maxim
Что такое IQ тесты и насколько они достоверны Что такое IQ тесты и насколько они достоверны

Сегодня мы расскажем, что показывает IQ тест и как он работает

ТехИнсайдер
Дарья Беглова: «Хочется, чтобы в Переделкино оставался медлительный ритм» Дарья Беглова: «Хочется, чтобы в Переделкино оставался медлительный ритм»

Дом творчества Переделкино не только место силы, но и территория забвения

Psychologies
Я вас услышала Я вас услышала

Как мозг учится распознавать звуки через кохлеарный имплантат

N+1
Правда ли, что астероид-убийца динозавров вызвал на Земле тысячелетнюю вулканическую зиму? Правда ли, что астероид-убийца динозавров вызвал на Земле тысячелетнюю вулканическую зиму?

Открытие, которое поднимает новые вопросы об астероиде-убийце динозавров

ТехИнсайдер
Церковь «Благие вести»: как 73 человека по приказу пастора уморили себя голодом, чтобы «встретиться с Иисусом» Церковь «Благие вести»: как 73 человека по приказу пастора уморили себя голодом, чтобы «встретиться с Иисусом»

73 человека ушли из жизни в Кении по приказу пастора Пола Макензи Нтенге

VOICE
Кто не спит, тот не живет: как недостаток сна портит нам жизнь Кто не спит, тот не живет: как недостаток сна портит нам жизнь

Глава из книги «Спать и высыпаться» о том, как недостаток сна влияет на жизнь

Inc.
Ты как ребенок: почему взрослый ведет себя по-детски? Ты как ребенок: почему взрослый ведет себя по-детски?

Порой инфантильное поведение становится чертой характера. Почему?

Psychologies
«Это бизнес, а не личное»: 12 фактов о Фрэнсисе Форде Копполе «Это бизнес, а не личное»: 12 фактов о Фрэнсисе Форде Копполе

В день рождения великого режиссера собрали несколько фактов из его биографии

Правила жизни
Стартапы-умники: что нужно помнить перед запуском наукоемкого продукта Стартапы-умники: что нужно помнить перед запуском наукоемкого продукта

Диптех-проекты привлекают все больше внимания целевой аудитории и инвесторов

Forbes
Евгений Хапов. Мой первый электрический... Евгений Хапов. Мой первый электрический...

Мне впервые предложили покататься на полностью электрическом кроссовере

4x4 Club
13 простых вещей, которые тихо крадут красоту: ты даже не замечаешь! 13 простых вещей, которые тихо крадут красоту: ты даже не замечаешь!

Эти с виду невинные привычки день за днем воруют твою красоту

VOICE
Мадам Тофана: как Мадам Тофана: как

Тофана — имя целой династии отравительниц

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

Как ускорить ноутбук или повысить его производительность?

CHIP
Норвежский ключ к счастливой жизни: почему человеку важно соединяться с природой Норвежский ключ к счастливой жизни: почему человеку важно соединяться с природой

Отрывок из книги «Friluftsliv: Норвежский ключ к счастливой жизни»

Forbes
Найденный на мадленской стоянке гагат добыли в 500 километрах от нее Найденный на мадленской стоянке гагат добыли в 500 километрах от нее

Горную породу из Швабского Альба обнаружили в Парижском бассейне

N+1
Почему аналитике ChatGPT не следует слепо доверять Почему аналитике ChatGPT не следует слепо доверять

Способен ли ChatGPT правильно выявлять тренды и делать прогнозы?

Forbes
От создателей От создателей

Что мешает заниматься искусством, даже когда у тебя есть талант?

VOICE
Открыть в приложении