Тепло из недр земли: «зеленые» возможности геотермальной энергии

Колонка редактора

2 февраля 2024 . 11:04

Среди возобновляемых источников энергии особую популярность набирает геотермальная энергия, извлекаемая из глубоких земных слоев. Расскажем подробнее, в каких странах сегодня добыча тепла из недр планеты пользуется особым спросом и какие имеет преимущества и недостатки по сравнению с ископаемым топливом.


Природные источники горячей воды или пара применяют для выработки электроэнергии

Наша планета — гигантская тепловая машина

Ядро Земли способно разогреваться до 6000°С, что соответствует средней температуре на поверхности Солнца. В вулканических регионах даже сама поверхность может нагреваться до 400°С! Эти данные дают колоссальный потенциал для развития тепловой энергии.


Одним из основных современных видов использования геотермальной энергии является обогрев плавательных бассейнов и зданий. Фото: Стелла/imageBROKER/picture Alliance

Геотермальная энергия используется во всем мире для обогрева бассейнов, зданий, теплиц и городских систем отопления. Известно, что еще древние римляне отапливали свои дома и горячие ванны водой из термальных источников. В Новой Зеландии народ маори готовил еду, используя тепло Земли. Первый удачный эксперимент по производству геотермальной энергии провели в 1904 году в итальянском местечке Лардерелло, где позже построили геотермальную ТЭС.

Тепло из скважин


Неглубокие геотермальные электростанции используют пар из резервуаров с горячей водой для производства электроэнергии.

Сегодня метод улавливания тепла из скважин возможен во всем мире и становится все более популярным в том числе в тех странах, где отсутствует вулканическая активность. Люди научились добывать воду температурой до 200°С из скважин, достигающих глубины 5000 метров! Полученное тепло отбирается, а охлажденная вода закачивается обратно через второе отверстие.

Большинство геотермальных электростанций использует природные гидротермальные резервуары. В тех случаях, когда это невозможно, воду закачивают в нагнетательную скважину, где она фильтруется через трещины в горячих породах. Затем вода возвращается через «восстановительный колодец» под давлением в виде пара. Этот пар улавливается и используется для привода электрогенераторов или обогрева домов.

В настоящий момент лидерами в развитии геотермальной энергетики являются

Китай (14 ГВт), Турция (3 ГВт), Исландия (2 ГВт) и Япония (2 ГВт).

Особую актуальность этот альтернативный метод производства энергии имеет для таких вулканических регионов, как Кения, Индонезия, Филиппины, Россия (Камчатка и Сахалин).

Однако, несмотря на колоссальный потенциал для снижения выбросов парниковых газов, геотермальная энергия до сих пор составляет лишь 0,5% от установленных в мире мощностей возобновляемых источников.

Геотермальный скачок Восточной Африки

До недавнего времени геотермальная энергетика в Восточной Африке мало кого интересовала. Однако успешный опыт Кении по переработке пара Земли в энергию вдохновил соседние государства.

Кения известна обилием своих термальных курортов, поэтому у этой восточноафриканской страны есть амбициозные планы по расширению источников геотермальной энергии для производства экологически чистой электроэнергии.


Фото: Леон Нил/AFP/Getty Images

Крупнейшей в Кении ГеоТЭС является Олкария, расположенная в Великой рифтовой долине. Площадь объекта составляет около 200 км2. Сегодня Олкария может производить около 900 мегаватт, но планы правительства поистине грандиозные — увеличить эти объемы до 5000 к 2030 году! Однако это составляет лишь половину полного геотермального потенциала Кении.

Международное агентство по возобновляемым источникам энергии (IRENA) оценивает так называемый «коэффициент мощности геотермальной энергии» на 80% — это показывает, насколько надежно источник энергии может устойчиво поставлять электроэнергию с течением времени. Для сравнения: солнечную энергию IRENA оценивает лишь на 20%.

Во всем восточноафриканском регионе наибольшим потенциалом в этой области обладают Кения и Эфиопия. Но, в отличие от последней, Кения уже давно инвестирует в геотермальную энергетику.

В будущем Эфиопия надеется расширить использование геотермальных электростанций. Там уже имеется одна небольшая геотермальная энергетическая установка, которая работает с 1998 года.

Недавно еще несколько стран Восточной Африки объявили о планах запуска исследовательских проектов в области геотермальных технологий. Ими стали Бурунди, Руанда, Замбия, Танзания и Уганда.

На всех парах: опыт Турции

В рамках геотермальной разведочной кампании Турция также планирует в этом году пробурить семь скважин в районах Сандикли и Кизилорен провинции Афьон Карахисар.


Афьон — термальная столица Турции.

Плановая глубина бурения скважин составит около 800 метров. Предполагается, что на создание каждой из них уйдет не менее двух месяцев.

Перспективы геотермальной энергетики в России


Фото: Мутновская ГеоТЭС, Камчатский край. Источник: photokamchatka.ru

На сегодняшний день Россия имеет колоссальный потенциал тепловой энергии из недр Земли для производства электричества и тепла.

В нашей стране работают четыре геотермальные электростанции, три из них — на Камчатке и одна — в Сахалинской области, на острове Кунашир. Однако геотермальная энергетика может развиваться не только в вулканических регионах, как принято считать. По оценкам экспертов, серьезные перспективы для ее развития имеются на территории Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна, на всем Дальнем Востоке, Кавказе, Краснодарском крае и Ставрополье.

Дорого и опасно: недостатки геотермальной энергетики

Опыт эксплуатации геотермальной энергии демонстрирует ряд преимуществ по сравнению с невозобновляемыми источниками, такими как нефть и газ. В первую очередь, это экологически чистая энергия, при добыче которой не выделяются вредные газы и не загрязняется окружающая среда. Также существенными преимуществами являются ее непрерывная генерация и независимость от погодных условий (чего нельзя сказать о ветряной и солнечной энергии).

Почему тогда геотермальная энергия до сих пор не стала главным «зеленым» ресурсом?

Все дело в том, что для установки системы геотермальной энергии понадобятся невероятно высокие денежные затраты. Коммерческое использование тепла из недр основывается на бурении скважин глубиной несколько километров. Пока что это наиболее сложный и дорогостоящий в использовании возобновляемый источник энергии, который требует передовых технологий и больших инвестиций.


Геотермальная энергетика требует больших вложений

К материальным затратам добавляются высокие требования к охране здоровья сотрудников и безопасности, поскольку вода под давлением, находящаяся в этих скважинах, может достигать температуры до нескольких сотен градусов по Цельсию.

Более того, в регионах с сейсмической активностью добыча геотермальной энергии крайне небезопасна для населения — она способна спровоцировать землетрясение! В некоторых случаях подземные толчки приводили к появлению трещин в зданиях и — как следствие — общественному неприятию этой технологии.


Геотермальной энергии не хватит для некоторых промышленных применений. Фото: Томас Келер.

Наконец, на сегодняшний день геотермальная энергия не способна полностью закрыть все запросы людей и в любом случае понадобятся другие источники энергии. Горячая вода из недр способна удовлетворить потребности человечества в отоплении зданий. Но в промышленности иногда требуются температуры выше 200 градусов, что при нынешних технологиях недостижимо с помощью ГеоТЭС.

В целом, геотермальная энергия является перспективным «зеленым» ресурсом, который в будущем при развитии высоких технологий может быть эффективен для обогрева и охлаждения зданий. Однако его использование имеет ряд существенных ограничений. По этой причине наиболее безопасной и экологически чистой альтернативой по-прежнему является электрическая и тепловая энергия, получаемая путем утилизации неперерабатываемых отходов, что также позволяет сокращать число полигонов и выбросов вредных веществ в атмосферу.

По материалам: amp.dw.com, thinkgeoenergy.com, theguardian.com, euronews.com

Читать далее
Что такое гарбология и почему...

Каждая наша публикация — это интересные истории из сферы обращения с отходами, подкрепленные комментариями экспертов и профессионалов. Например, последняя публикация — большое интервью с Валерием Самсоновичем Петросяном, эксперта ООН по химической безопасности,...

22 Мая 2018
Жить рядом с дорогой опасней,...

В ходе специального заседания Совета при Президенте Российской федерации по развитию гражданского общества и правам человека генеральному директору компании «РТ-Инвест» Андрею Шипелову...

25 Июля 2018
Раздельный сбор в Московской...

Мы встретились Заведующей кафедрой экологического мониторинга и прогнозирования, руководитель программы магистратуры РУДН «Рециклинг отходов производства и потребления» Харламовой Мариной...

27 Апреля 2018
Сообщение