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

Хладнокровная любовь Хладнокровная любовь

Отправляясь в апрельский лес, я не помышлял ни о какой свадьбе

Наука и жизнь
Что нужно знать о гримере Нике Дадмене, создавшем мастера Йоду, Мумию и гиппогрифов из «Гарри Поттера» Что нужно знать о гримере Нике Дадмене, создавшем мастера Йоду, Мумию и гиппогрифов из «Гарри Поттера»

История одного из лучших гримеров кинематографа Ника Дадмена

Правила жизни
Можно ли приручить землетрясение? Можно ли приручить землетрясение?

Что мы знаем о землетрясениях?

Наука и жизнь
«Слабакам тут не место!» «Слабакам тут не место!»

Профессиональный рыбак об особенностях своей работы

Лиза
Тайна китов со странным запахом Тайна китов со странным запахом

Почему мясо серых китов имеет специфический «лекарственный» запах?

Наука и жизнь
Инна Лосюк: «Сегодня женщины создают историю промышленности» Инна Лосюк: «Сегодня женщины создают историю промышленности»

Интервью с Инной Лосюк, управляющим директором компании «Эльгауголь»

РБК
Curiosity обнаружил на Марсе углеродный след жизни. Главные новости науки сегодня Curiosity обнаружил на Марсе углеродный след жизни. Главные новости науки сегодня

Марсоход Curiosity обнаружил отложения бедные изотопом углерод-13

Популярная механика
5 настроек смартфона, которые помогут вам сберечь зрение 5 настроек смартфона, которые помогут вам сберечь зрение

Вы много времени проводите с гаджетами в руках? Стоит позаботиться о глазах

CHIP
Целительная сила «убойного» цветка Целительная сила «убойного» цветка

За какие целебные свойства ценят зверобой?

Наука и жизнь
Эхо Большого взрыва Эхо Большого взрыва

Мы уже пережили бум метавселенных или все только начинается?

РБК
Гитлер. Поход во власть Гитлер. Поход во власть

Человек, создавший Третий рейх, был, несомненно, злым гением

Дилетант
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
Как бороться с отёками Как бороться с отёками

Как распознать нарушения лимфотока?

Здоровье
Бурятия и ее чувство льда: 5 причин побывать на замерзшем Байкале Бурятия и ее чувство льда: 5 причин побывать на замерзшем Байкале

Хоть раз увидеть и услышать самое глубокое в мире озеро зимой нужно каждому

Вокруг света
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
Машинное обучение не даст таракану-киборгу сидеть на месте Машинное обучение не даст таракану-киборгу сидеть на месте

Алгоритм уменьшает время простоя таракана на 78 процентов

N+1
Морские слоны обошлись двумя часами сна в сутки Морские слоны обошлись двумя часами сна в сутки

Морские слоны жертвуют сном ради кормления и защиты от хищников

N+1
Увольнение в никуда или нелюбимая работа: как сделать правильный выбор Увольнение в никуда или нелюбимая работа: как сделать правильный выбор

О том, как грамотно принимать решение об увольнении и в чем искать опору

Psychologies
Выходить ли мне замуж за этого парня: может ли хорарная астрология предсказать будущее? Выходить ли мне замуж за этого парня: может ли хорарная астрология предсказать будущее?

О том, как звезды могут помочь принять правильное решение

VOICE
Пчелы потеряли дофамин и мотивацию после стоп-сигнала Пчелы потеряли дофамин и мотивацию после стоп-сигнала

Когда на пчелу при кормления нападают, она летит в гнездо предупредить остальных

N+1
Смотри и слушай. На что нужно обращать внимание при осмотре внедорожника с пробегом Смотри и слушай. На что нужно обращать внимание при осмотре внедорожника с пробегом

Универсальный набор рекомендаций, который поможет провести осмотр бэушки

4x4 Club
Шесть вопросов о витаминах и микроэлементах Шесть вопросов о витаминах и микроэлементах

Стоит ли принимать зимой ударные дозы витаминов и минералов?

Здоровье
В человеческом мозге разглядели две системы контроля движений В человеческом мозге разглядели две системы контроля движений

Области моторной коры по-разному активируются при разных движениях тела

N+1
Эффект акрасии: что и как заставляет нас действовать вопреки здравому смыслу Эффект акрасии: что и как заставляет нас действовать вопреки здравому смыслу

Как эффект акрасии влияет на жизнь человека?

Psychologies
Перо Петра Великого Перо Петра Великого

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

Дилетант
Материальное и идеальное Материальное и идеальное

Настоящая одежда в будущем уже не понадобится?

Grazia
Искусственный интеллект отвечает на вопросы Искусственный интеллект отвечает на вопросы

Как сверхпопулярный бот ChatGPT может изменить работу высшей школы

Наука
Не для красоты: почему раньше мужчины носили пышные парики Не для красоты: почему раньше мужчины носили пышные парики

Целый век аллонжи были в моде, но надевали их далеко не для сокрытия лысины...

ТехИнсайдер
Правила жизни Сергея Прокофьева Правила жизни Сергея Прокофьева

Правила жизни композитора, дирижёра и пианиста Сергея Прокофьева

Правила жизни
Фармконвейер про запас Фармконвейер про запас

Открытие новых фармпроизводств призвано помочь увеличению выпуска лекарств

Эксперт
Открыть в приложении