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

11 способов становиться немного умнее каждый день 11 способов становиться немного умнее каждый день

Интеллект, как и тело, требует правильного питания и регулярных тренировок

Psychologies
День рождения Рунета. Посмотрите, как выглядели первые сайты на домене .ru День рождения Рунета. Посмотрите, как выглядели первые сайты на домене .ru

Погружаемся в ностальгию и вспоминаем, как выглядели первые сайты Рунета

Правила жизни
Слайд-шоу Слайд-шоу

Космические корабли, инновационные мотоциклы и складные дома

ТехИнсайдер
Неочевидные причины эмоционального выгорания, которым вы вряд ли придаете значение Неочевидные причины эмоционального выгорания, которым вы вряд ли придаете значение

Какие вопросы стоит себе задать, чтобы понять причину своего выгорания?

Psychologies
Тайна китов со странным запахом Тайна китов со странным запахом

Почему мясо серых китов имеет специфический «лекарственный» запах?

Наука и жизнь
Выпить или надеть: где, когда и как делали одежду из коровьего молока и почему перестали Выпить или надеть: где, когда и как делали одежду из коровьего молока и почему перестали

В XX веке в Италии шили одежду из тканей, изготовленных из цельного молока

VOICE
По наклонной По наклонной

Аэротруба, в которой можно летать в вингсьюте и остаться живым

ТехИнсайдер
Пересадка кишечной микробиоты оказалась эффективнее антибиотиков при лечении колита Пересадка кишечной микробиоты оказалась эффективнее антибиотиков при лечении колита

Пересадка кишечной микробиоты помогла при рецидивах клостридиальной инфекции

N+1
Помпеи — сундук с сокровищами, который никогда не перестанет удивлять Помпеи — сундук с сокровищами, который никогда не перестанет удивлять

В Инсуле 10 был обнаружен триклиний, украшенный невероятной красоты фресками

Наука
Без импортных яиц Без импортных яиц

Зависимость от иностранного материала для инкубации снизили до минимума

Агроинвестор
Колхоз – дело добровольное Колхоз – дело добровольное

Как в Советском Союзе «колхозили» запчасти для иностранных автомобилей

Автопилот
ABBA. Чем известна шведская поп-группа ABBA. Чем известна шведская поп-группа

Как ABBA завоевала всемирную известность?

СНОБ
Человек труба. Как Юрий Левитан стал главным «голосом» Советского Союза Человек труба. Как Юрий Левитан стал главным «голосом» Советского Союза

О знаменитом советском дикторе, «голосе войны» Юрии Борисовиче Левитане

СНОБ
Как пережить укус кобры? Спойлер: высасывать яд не нужно! Как пережить укус кобры? Спойлер: высасывать яд не нужно!

Если все же вы случайно потревожили опасную кобру, вот что спасет вашу жизнь

ТехИнсайдер
История провала: как российский стартап умных камер SmaSS умер, несмотря на инвестиции и связи История провала: как российский стартап умных камер SmaSS умер, несмотря на инвестиции и связи

Антон Крамаров поделился своей историей взлетов и падений

Inc.
Дань Моди: насколько прочны связи миллиардера Адани с индийским правительством Дань Моди: насколько прочны связи миллиардера Адани с индийским правительством

Как два амбициозных брата построили Adani Group и потеряли все в один миг

Forbes
Люди в 7 раз чаще помогают друг другу, чем отвергают просьбы о помощи Люди в 7 раз чаще помогают друг другу, чем отвергают просьбы о помощи

Команда ученых провела исследование человеческой способности к сотрудничеству

ТехИнсайдер
Топ маршрутов на майские Топ маршрутов на майские

Города в нескольких часах езды от Москвы

Лиза
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
Лес у реки Лес у реки

«Зеленые легкие планеты, первобытная среда обитания»

Вокруг света
Искусственный интеллект отвечает на вопросы Искусственный интеллект отвечает на вопросы

Как сверхпопулярный бот ChatGPT может изменить работу высшей школы

Наука
«Все мы уникальны и важны»: как осознать безусловную ценность — мнение психолога «Все мы уникальны и важны»: как осознать безусловную ценность — мнение психолога

Почему мы сомневаемся в собственной ценности и что с этим делать

Psychologies
Каникулы в джунглях Каникулы в джунглях

О странствиях в тропических дебрях, начавшихся при необычных обстоятельствах

Вокруг света
Не маскирует возраст, но сохранила рыжую гриву: как изменилась обаятельная звезда Не маскирует возраст, но сохранила рыжую гриву: как изменилась обаятельная звезда

Австралийская актриса Миранда Отто стала звездой мирового масштаба в одночасье

VOICE
«Прыжок веры» в реальной жизни: сумасшедший трюк каскадера «Прыжок веры» в реальной жизни: сумасшедший трюк каскадера

Что такое «Прыжок веры» и можно ли его исполнить в реальной жизни?

ТехИнсайдер
Как ухаживать за кроссовками, чтобы они всегда выглядели новыми? 5 советов для спасения вашей обуви Как ухаживать за кроссовками, чтобы они всегда выглядели новыми? 5 советов для спасения вашей обуви

Как заставить старые кроссовки выглядеть новыми?

ТехИнсайдер
Озабоченные жуки и сбежавшая грудь: 10 комедийных шоу, которые были созданы женщинами Озабоченные жуки и сбежавшая грудь: 10 комедийных шоу, которые были созданы женщинами

Комедийные сериалы, созданные женщинами и поднимающие серьезные вопросы

Forbes
«Цифровизация — это интеллектуализация человеческого потенциала» «Цифровизация — это интеллектуализация человеческого потенциала»

«Трансмашхолдинг» выстраивает единую с заказчиком деловую среду

Наука
Как стартап Writer решает большие проблемы генеративного ИИ Как стартап Writer решает большие проблемы генеративного ИИ

Writer обещает клиентам, что их языковые модели не будут фантазировать

Forbes
Брук Шилдс: как объективация почти разрушила жизнь самой популярной модели в США Брук Шилдс: как объективация почти разрушила жизнь самой популярной модели в США

«Прелестное дитя: Брук Шилдс» — один из лучших фильмов о шоу-бизе

Forbes
Открыть в приложении