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

Как икс стал неизвестным и к чему это привело Как икс стал неизвестным и к чему это привело

Почему неизвестную величину принято обозначать именно буквой x?

Наука и жизнь
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
Светить всегда? Светить везде? Светить всегда? Светить везде?

Как выбрать подсветку для рассады?

Наука и жизнь
10 вещей, которые ни в коем случае нельзя хранить на подоконнике 10 вещей, которые ни в коем случае нельзя хранить на подоконнике

Можно ли использовать подоконник «полкой» для хранения вещей?

ТехИнсайдер
Тайна китов со странным запахом Тайна китов со странным запахом

Почему мясо серых китов имеет специфический «лекарственный» запах?

Наука и жизнь
Поймай его, если сможешь: 15 лучших фильмов Кристофера Уокена Поймай его, если сможешь: 15 лучших фильмов Кристофера Уокена

Запутанная фильмография актера Кристофера Уокена, в которой мы разобрались

Правила жизни
От «песочницы» до «фабрики» идей От «песочницы» до «фабрики» идей

Как крупный бизнес строит сотрудничество со стартапами

РБК
Она рванула Она рванула

Что пошло не так во время первого полноценного старта Starship Super Heavy

N+1
В новую квартиру В новую квартиру

В эпоху переосмысления это полотно стало символом нормализации репрессий

Дилетант
Наклонная доска со столбиками научила физиков защищаться от оползней лесом Наклонная доска со столбиками научила физиков защищаться от оползней лесом

Физики смоделировали прохождение оползня или лавины через лес

N+1
Генералы песчаных карьеров Генералы песчаных карьеров

Шагающие экскаваторы, или драглайны, – самые большие мобильные наземные машины

ТехИнсайдер
Вокал в музыкальных записях стал тише с середины прошлого века Вокал в музыкальных записях стал тише с середины прошлого века

Громкость основного вокала по отношению к инструментам снизилась впятеро

N+1
Мне нужна твоя работа и мотоцикл Мне нужна твоя работа и мотоцикл

Все чаще “вкалывают роботы”. Счастлив ли человек?

Men Today
Секретный ингредиент Секретный ингредиент

Стареть, оставаясь здоровым, – мечта любого человека

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

Отрывок из романа-иллюзии «Гнездо синицы»

СНОБ
Экспедиционный Volkswagen Amarok. В двух шагах от идеала Экспедиционный Volkswagen Amarok. В двух шагах от идеала

Volkswagen Amarok — идеальное средство для автономных путешествий

4x4 Club
Древние цивилизации на Инде погубила 200-летняя засуха Древние цивилизации на Инде погубила 200-летняя засуха

Что разрушило цивилизацию бронзового века на реке Инд?

ТехИнсайдер
«Не отступать от цели, не обвинять всех вокруг и не жалеть себя»: как попасть в список Forbes «Не отступать от цели, не обвинять всех вокруг и не жалеть себя»: как попасть в список Forbes

Какими качествами необходимо обладать, чтобы попасть в список богатейших

Psychologies
Эти Эти

Самые вредные для кишечника перекусы - избегай их, чтобы помочь своему телу

VOICE
«Слабакам тут не место!» «Слабакам тут не место!»

Профессиональный рыбак об особенностях своей работы

Лиза
Cамый загадочный диагноз Cамый загадочный диагноз

ВСД: что это за болезнь и почему врачи её отрицают?

Лиза
Настройка звука Настройка звука

Звуковые медитации считаются лучшим способом восстановить силы

Grazia
Здоровье дороже Здоровье дороже

В каком случае вам продадут страховку от критических заболеваний

Деньги
Русский стиль эпохи глобализма Русский стиль эпохи глобализма

Василий Слонов: смеховая культура художественной речи

Weekend
По-хорошему или по-плохому: 7 способов закончить дружбу — какие наиболее популярны По-хорошему или по-плохому: 7 способов закончить дружбу — какие наиболее популярны

Что же делать, когда отношения с другом или подругой начали тяготить?

Psychologies
Магические тысячи Магические тысячи

Для здоровья человека важно не только количество шагов, но и качество ходьбы

Лиза
Relativity Space отказалась от легкой 3D-печатной ракеты Terran 1 Relativity Space отказалась от легкой 3D-печатной ракеты Terran 1

Космическая компания Relativity Space решила полностью отказаться от Terran 1

N+1
Как сделать тренировки действительно полезными? Простые советы экспертов Как сделать тренировки действительно полезными? Простые советы экспертов

Ключевые факторы для людей, поддерживающих свою физическую форму

ТехИнсайдер
Детские воспоминания: чему они могут научить? Детские воспоминания: чему они могут научить?

Как воспоминания детства могут пригодиться во взрослой жизни?

Psychologies
Каким бывает страх и как его преодолеть: 6 простых советов Каким бывает страх и как его преодолеть: 6 простых советов

О природе страха и способах его преодоления рассказывает психолог

Psychologies
Открыть в приложении