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

Может ли цвет настроения стать зелёным? Может ли цвет настроения стать зелёным?

К вопросу о развитии цветообозначений в разных языках

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
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
Гормон победителей дофамин: почему мы от него зависим Гормон победителей дофамин: почему мы от него зависим

Как использовать дофамин себе во благо и не попасть в ловушку зависимости

Правила жизни
Биоспелеология: что ищут биологи в пещерах Биоспелеология: что ищут биологи в пещерах

Какая фауна обитает в пещерах?

Наука и жизнь
10 отличных фильмов, основанных на реальных событиях 10 отличных фильмов, основанных на реальных событиях

Лучшее подтверждение тому, что реальные истории всегда интереснее выдуманных!

Maxim
Тритий пошел Тритий пошел

Изотоп водорода может подарить нам батарейки, работающие годы без подзарядки

ТехИнсайдер
Акиньшина - звезда, а где вторая? Что стало с юной актрисой из фильма Акиньшина - звезда, а где вторая? Что стало с юной актрисой из фильма

Как сложилась жизнь исполнительницы роли младшей сестры в фильме "Сестры"?

VOICE
3 вида стресса и как с ними бороться 3 вида стресса и как с ними бороться

Каждый день мы сталкиваемся с разнообразными источниками стресса

Psychologies
«Элина говорила: «Я умею держать себя в руках. Никто не должен видеть меня слабой», — рассказывает родная сестра Элины Быстрицкой София Шегельман «Элина говорила: «Я умею держать себя в руках. Никто не должен видеть меня слабой», — рассказывает родная сестра Элины Быстрицкой София Шегельман

О детстве, первых шагах в профессии и других событиях из жизни Элины Быстрицкой

Караван историй
Электричка с зоркими глазами Электричка с зоркими глазами

Беспилотники пригородного сообщения

Наука
Cамый загадочный диагноз Cамый загадочный диагноз

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

Лиза
Задача с тремя неизвестными: почему маленького мальчика зовут Дядя Федор, его сестру Вера Павловна, а папу — Дима? Задача с тремя неизвестными: почему маленького мальчика зовут Дядя Федор, его сестру Вера Павловна, а папу — Дима?

Эта история началась в пионерском лагере. Эдуард Успенский работал библиотекарем

ТехИнсайдер
Это вам не мусор! Учимся с умом использовать пластиковые хомуты в доме и на даче Это вам не мусор! Учимся с умом использовать пластиковые хомуты в доме и на даче

Хомуты могут быть полезны для хранения продуктов и экспресс-ремонта одежды

ТехИнсайдер
Аглая Шиловская: «Семья в ряду моих ценностей всегда на первом месте» Аглая Шиловская: «Семья в ряду моих ценностей всегда на первом месте»

Аглая Шиловская рассказала о секретах своей красоты, здоровья и оптимизма

Здоровье
Избавление от атомной энергетики может увеличить загрязнение воздуха Избавление от атомной энергетики может увеличить загрязнение воздуха

Что произойдет, если атомные реакторы вывести из эксплуатации

ТехИнсайдер
Полет на Маркс: фантастические проекты советских авангардистов Полет на Маркс: фантастические проекты советских авангардистов

Авангардистам редко удавалось осуществить свои утопические фантазии на практике

Правила жизни
Обмани себя Обмани себя

Как обмануть организм, чтобы снять стресс и улучшить состояние здоровья?

Grazia
«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
Церебральная оксиметрия не снизила риск тяжелых поражений ЦНС у недоношенных детей Церебральная оксиметрия не снизила риск тяжелых поражений ЦНС у недоношенных детей

Мониторинг оксигенации головного мозга не снизил риск гибели мозга у детей

N+1
Двойная жизь Двойная жизь

Испытание гарнитуры дополненной реальности Hololens 2

Цифровой океан
Шедевр лишился авторства Шедевр лишился авторства

Знаменитый Звенигородский чин не принадлежит кисти Андрея Рублева

Наука
Всему не свое время Всему не свое время

Как Владимир Казаков реанимировал обэриутский абсурд в эпоху застоя

Weekend
«Не можешь купить бриллианты, стекло не надевай», — говорила Людмила Зыкина «Не можешь купить бриллианты, стекло не надевай», — говорила Людмила Зыкина

Бедная деревенская девочка может достигнуть всего!

Коллекция. Караван историй
Финские физики разобрались в кажущейся тишине криков против ветра Финские физики разобрались в кажущейся тишине криков против ветра

Откуда берется убеждение о неэффективности крика против ветра?

N+1
Рыжеволосые ведьмы и левши-злодеи: как рождались предрассудки о внешности Рыжеволосые ведьмы и левши-злодеи: как рождались предрассудки о внешности

Некоторые из этих опасных стереотипов забылись не полностью

Вокруг света
Т9 на стероидах: способен ли искусственный интеллект заменить финансовых аналитиков Т9 на стероидах: способен ли искусственный интеллект заменить финансовых аналитиков

Cможет ли ИИ заменить финансового аналитика и помочь инвесторам зарабатывать?

Forbes
Смерть отца и анорексия: 8 фактов о Кейт Бекинсейл, которых ты не знала Смерть отца и анорексия: 8 фактов о Кейт Бекинсейл, которых ты не знала

8 увлекательных фактов о Кейт Бекинсейл

VOICE
Как предотвратить старость и не стать обузой для близких: 3 простых совета Бубновского Как предотвратить старость и не стать обузой для близких: 3 простых совета Бубновского

Как оставаться активной в любом возрасте?

VOICE
Великий пост Великий пост

История Великого поста, правила и главные ошибки

Лиза
Открыть в приложении