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

За водой на лунный южный полюс («Луна-25» и другие) За водой на лунный южный полюс («Луна-25» и другие)

Задачи, которые стояли перед «Луной-25», никуда не делись. Их придётся решать

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

Как выбрать подсветку для рассады?

Наука и жизнь
Роборука может идентифицировать объект одним прикосновением Роборука может идентифицировать объект одним прикосновением

Ученые разработали роботизированную руку, которая использует сенсорное осязание

ТехИнсайдер
Биоспелеология: что ищут биологи в пещерах Биоспелеология: что ищут биологи в пещерах

Какая фауна обитает в пещерах?

Наука и жизнь
Почему жертв кибермошенников не становится меньше Почему жертв кибермошенников не становится меньше

Каждый второй россиянин хоть раз становился жертвой кибермошенников. Почему?

Forbes
«Наступает эпоха умного ESG» «Наступает эпоха умного ESG»

Почему важно придерживаться принципов устойчивого развития

Деньги
5 авторов, книги которых стоит прочесть, чтобы лучше понять Китай 5 авторов, книги которых стоит прочесть, чтобы лучше понять Китай

Книги каждого из них позволят ближе познакомиться с историей страны и бытом

РБК
Загадка дюн Утопии: когда Марс был полон влаги и почему стал безжизненной пустыней? Загадка дюн Утопии: когда Марс был полон влаги и почему стал безжизненной пустыней?

Из-за чего сосед по Солнечной системе потерял всю свою воду

Вокруг света
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
6 признаков глупого человека 6 признаков глупого человека

Как понять, кого нужно избегать? Да и нужно ли на самом деле?

Psychologies
Создана модель вспышек на Солнце. Теперь их можно подробно рассмотреть Создана модель вспышек на Солнце. Теперь их можно подробно рассмотреть

Исследователи построили масштабную модель вспышек на Солнце

ТехИнсайдер
Агентки империи: как принцессы помогли народу хунну построить огромное государство в степях Азии Агентки империи: как принцессы помогли народу хунну построить огромное государство в степях Азии

Генетика раскрыла тайну народа, который почти не оставил следов в истории

Вокруг света
Влюбиться в нейросеть: 5 историй, в которые трудно поверить Влюбиться в нейросеть: 5 историй, в которые трудно поверить

Это должно было случиться: люди стали влюбляться в виртуальных персонажей

CHIP
«Носы у нас обеих крупные, но непохожие»: Мариэтта Цигаль-Полищук о роли Раневской «Носы у нас обеих крупные, но непохожие»: Мариэтта Цигаль-Полищук о роли Раневской

Актриса Мариэтта Цигаль-Полищук — о творческом пути и влиянии матери на карьеру

Forbes
Жители южного побережья Каспия променяли газелей и тюленей на коз и овец уже в VIII тысячелетии до нашей эры Жители южного побережья Каспия променяли газелей и тюленей на коз и овец уже в VIII тысячелетии до нашей эры

Начиная с раннего неолита, обитатели этой стоянки перешли к выращиванию коз

N+1
Меценат Наталия Опалева — о нонконформистах и чувстве сопричастности Меценат Наталия Опалева — о нонконформистах и чувстве сопричастности

Основатель музея AZ Наталией Опалевой — как соединяются бизнес и искусство

РБК
Максим Траньков. Служебный роман Максим Траньков. Служебный роман

История-предупреждение от олимпийского чемпиона Сочи-2014

Maxim
«Арменкино» представляет: как работали и что снимали национальные киностудии в СССР «Арменкино» представляет: как работали и что снимали национальные киностудии в СССР

Как возникли киностудии СССР, как менялись и что с ними случилось в итоге

Forbes
Jeep Compass. Жизнь в стиле Grand Cherokee Jeep Compass. Жизнь в стиле Grand Cherokee

Jeep Compass, чтобы плыть дальше, чистит себя под Jeep Grand Cherokee

4x4 Club
История с литературой История с литературой

Легко быть творческим человеком, когда тебе не нужно заботиться о низменном

VOICE
Принимай каждый день Принимай каждый день

Отношения со своим «я» – как ни крути, самые важные в жизни

VOICE
Вы акула, плюшевый мишка или лиса? Узнайте типы поведения во время конфликтов Вы акула, плюшевый мишка или лиса? Узнайте типы поведения во время конфликтов

Как вы ведете себя во время конфликтов?

ТехИнсайдер
Какую роль играют сплетни? Оказывается, крайне важную Какую роль играют сплетни? Оказывается, крайне важную

Сплетни — серьезный инструмент конкурентной борьбы за ресурсы

ТехИнсайдер
На дороге кто-то не прав: назван аромат, который снижает агрессию за рулем На дороге кто-то не прав: назван аромат, который снижает агрессию за рулем

Теперь вы знаете, какой ароматизатор выбрать для машины

Вокруг света
Cоцсети негативно сказываются на психике и кошельке человека? Еще как! Объяснение эксперта Cоцсети негативно сказываются на психике и кошельке человека? Еще как! Объяснение эксперта

Как постоянное влияние медиа меняет поведение людей

ТехИнсайдер
Цифровые визитки: что это такое и как они работают Цифровые визитки: что это такое и как они работают

Что из себя представляют цифровые визитки, и каковы их сильные и слабые стороны

CHIP
Черви под анандамидом принюхались и захотели перекусить Черви под анандамидом принюхались и захотели перекусить

Механизм действий каннабиноидов оказался схож с человеческим

N+1
Subaru Ascent. Набор высоты Subaru Ascent. Набор высоты

В нашей стране бренд Subaru считается производителем нишевых автомобилей

4x4 Club
В чем проблема бодипозитива, или почему “много” жира — плохо В чем проблема бодипозитива, или почему “много” жира — плохо

Бодипозитив может стать еще одной крайностью отношений с внешностью

ТехИнсайдер
Открыть в приложении