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

Поразительные паразиты Поразительные паразиты

Есть в паразитах и своя пугающая красота: они изящно манипулируют хозяевами

ТехИнсайдер
Владение тоновым языком облегчило распознавание мелодий Владение тоновым языком облегчило распознавание мелодий

Родной язык влияет на восприятие музыки

N+1
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
Одна вокруг света: пустынная дорога к последнему морю Одна вокруг света: пустынная дорога к последнему морю

215-я серия о кругосветном путешествии Ирины Сидоренко: пингвины Патагонии

Forbes
Тайна китов со странным запахом Тайна китов со странным запахом

Почему мясо серых китов имеет специфический «лекарственный» запах?

Наука и жизнь
Почему вам не стоит делать поспешные выводы о друзьях? Объяснение ученых! Почему вам не стоит делать поспешные выводы о друзьях? Объяснение ученых!

Человек присваивает "позитивные" ярлыки другим на основе разделяемых убеждений

ТехИнсайдер
5 лучших адресов 5 лучших адресов

Отличаются ли приложения для знакомств?

Playboy
«Преприятный человек» «Преприятный человек»

Почти 200 лет не утихают споры вокруг фигуры Леонтия Дубельта

Дилетант
Покахонтас — индианка, покорившая Европу Покахонтас — индианка, покорившая Европу

Покахонтас — абсолютно реальный исторический персонаж

Дилетант
Безотцовщина: как разрыв с одним из родителей влияет на ребенка Безотцовщина: как разрыв с одним из родителей влияет на ребенка

Как помочь ребенку при разлуке со значимым взрослым

Forbes
Неандертальский зоопарк Неандертальский зоопарк

15 лет назад ученые организовали палеогенетическую лабораторию

Наука
Проговаривайте вслух и играйте в ассоциации: 5 эффективных способов запомнить все — научные рекомендации Проговаривайте вслух и играйте в ассоциации: 5 эффективных способов запомнить все — научные рекомендации

Какие техники помогут запомнить все?

Psychologies
«Это может случиться с любой из нас»: почему женщины становятся бездомными — 3 причины «Это может случиться с любой из нас»: почему женщины становятся бездомными — 3 причины

По каким причинам женщины становятся бездомными и как им помочь

Psychologies
Смерть мужа, помолвка с магом и неизлечимая болезнь: крутые виражи в жизни звезды бразильских сериалов Сузаны Виейры Смерть мужа, помолвка с магом и неизлечимая болезнь: крутые виражи в жизни звезды бразильских сериалов Сузаны Виейры

Сузана Виейра была одной из главных икон бразильских сериалов

VOICE
Перо Петра Великого Перо Петра Великого

Кабинет-секретарь Петра I, «тень царя» — Алексей Макаров

Дилетант
Как отправить папку по электронной почте: несколько удобных способов Как отправить папку по электронной почте: несколько удобных способов

Как отправить по почте целую папку с файлами? Для этого есть несколько способов

CHIP
«Дорога в бессознательное»: 5 ключевых идей Зигмунда Фрейда о сновидениях — познайте себя «Дорога в бессознательное»: 5 ключевых идей Зигмунда Фрейда о сновидениях — познайте себя

Что нужно знать тем, кто хочет расшифровать подсказки бессознательного?

Psychologies
Сюжеты на любой вкус: 5 свежих фантастических книг про космос Сюжеты на любой вкус: 5 свежих фантастических книг про космос

В честь Дня космонавтики хотим познакомить вас со свежей фантастикой про космос

ТехИнсайдер
Антон Долотин Антон Долотин

Антон Долотин перечисляет плюсы и минусы развития дизайн-индустрии в стране

Собака.ru
У выращеного в пробирке мяса появится жир, улучшающий вкус и текстуру У выращеного в пробирке мяса появится жир, улучшающий вкус и текстуру

Ученые разработали способ выращивания жира, похожего на жир животных

ТехИнсайдер
8 самых креативных глэмпингов в России 8 самых креативных глэмпингов в России

Где искать самые креативные и вдохновляющие варианты глэмпинга по всей стране

Psychologies
Звонок другу: как видеосвязь помогает попугаям и другим животным не страдать от одиночества Звонок другу: как видеосвязь помогает попугаям и другим животным не страдать от одиночества

Нужны ли домашним питомцам соцсети и созвоны?

СНОБ
Гидра: удивительное животное, которое почти невозможно убить Гидра: удивительное животное, которое почти невозможно убить

Гидра — что это за животное и почему оно так названо?

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
Топ-10 программ для создания презентаций: не только PowerPoint Топ-10 программ для создания презентаций: не только PowerPoint

Плюсы и минусы разных сервисов для создания презентаций

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

Как идет процесс импортозамещения зарубежного ПО в России

РБК
Узнайте 4 пищевые добавки для здоровой старости. Совет эксперта Узнайте 4 пищевые добавки для здоровой старости. Совет эксперта

Могут ли пищевые добавки продлить нашу молодость?

ТехИнсайдер
7 нескучных методов перебороть себя и начать заниматься спортом 7 нескучных методов перебороть себя и начать заниматься спортом

Чем менее активный образ жизни ведет человек, тем сложнее ему начать двигаться

Правила жизни
Открыть в приложении