Первую в мире геотермальную электростанцию построил принц Пьеро Джинори Конти в 1904 году в городке Лардерелло в Италии. В 1913-м там же была запущена первая коммерческая электростанция Larderello-1 мощностью всего... 250 кВт.
Геотермальная энергетическая революция: могут ли сверхгорячие породы обеспечить мир бесконечной энергией
Наша страна — одна из крупнейших мировых энергетических держав, и основу ее энергетики составляют атомные, гидро- и электростанции на ископаемых источниках энергии — нефти и газе. В то же время Китай и многие западные страны сделали ставку на развитие возобновляемых источников, в первую очередь — ветровых, солнечных и приливных электростанций. О том, как новая прорывная технология сверхгорячих пород может изменить мировой энергетический пейзаж, рассказывает Алексей Гладких, основатель и генеральный директор компании Hybrid-IBP, эксперт в области бесперебойного электроснабжения.
Freepik
От периферии к центру глобальной энергетики
На протяжении десятилетий геотермальная энергия оставалась «Золушкой» среди возобновляемых источников энергии. В 2024 году она покрывала менее 1% глобальной энергопотребности, причем только в немногих странах с естественными подземными резервуарами горячей воды у поверхности — в таких, как Исландия. Но, по данным Международного энергетического агентства (МЭА), ситуация кардинально меняется прямо у нас на глазах.
В недрах Земли скрывается колоссальный энергетический потенциал. Геотермальные технологии следующего поколения открывают путь к стабильному круглосуточному производству чистой энергии практически в любой точке планеты.
Технологические прорывы последних лет позволяют геотермальной энергетике претендовать на 15% роста глобального спроса на электроэнергию к 2050 году. При этом суммарная мощность геотермальных установок планеты выросла на 40% за период с 2013 по 2023 год, достигнув 15 ГВт. В одном лишь 2023 году инвестиции в геотермальную энергетику превысили 45 млрд долларов — это более 5% от всех денег, выделенных на проекты в области источников возобновляемой энергии.
Super Hot Rock — сверхгорячий камень, который меняет все
Ключевой прорыв связан с технологиями Enhanced Geothermal Systems (EGS) — усовершенствованными геотермальными системами, работающими на так называемых «горячих сухих породах». В отличие от традиционной геотермальной энергетики, завязанной на природные источники горячей воды и гейзеры, EGS использует искусственные резервуары, нагреваемые водой, которая прокачивается через горячие породы, находящиеся на большой глубине.
Особый интерес представляют технологии работы со сверхгорячими породами (superhot rock, SHR) с температурой свыше 400°C, находящимися на глубине 7–10 км. Такие системы способны генерировать в 5-10 раз больше энергии, чем обычные геотермальные скважины, причем на поверхности площадь земельных участков для них нужна совсем небольшая.
Запас энергии — абсолютно фантастический
Цифры, которые приводят исследователи Clean Air Task Force совместно с университетом Твенте, впечатляют: использование всего лишь 1% мирового потенциала сверхгорячих пород может обеспечить 63 ТВт энергии. Для сравнения — это в 150 раз больше, чем потребляет сегодня наша планета: вся промышленность, весь транспорт и все население.
А на глубине в 8 км EGS могут обеспечить до 600 ТВт (в 2000 раз больше, чем составляет весь потенциал традиционной геотермальной энергии нашей планеты), и ее стоимость будет составлять около 300 долларов за МВт-ч.
Алексей Гладких основатель и генеральный директор компании Hybrid-IBP, эксперт в области бесперебойного электроснабжения
Только представьте: на глубине свыше 7 км любая страна в мире располагает технически пригодными ресурсами для выработки колоссальных количеств чистой энергии, в сотни и тысячи раз превышающих ее сегодняшние потребности.
В наследство от нефтегазовой отрасли
Революцию в геотермальной энергетике во многом обеспечили достижения нефтегазовой индустрии. Технологии направленного бурения и многостадийной стимуляции, отработанные при добыче сланцевого газа, нашли новое применение в создании искусственных геотермальных резервуаров.
География геотермального будущего
Первые масштабные открытия «новой геотермальной эры» были сделаны в Китае в 2019 году. В провинции Шаньдун геологическая команда Национального бюро угольной геологии подтвердила наличие четырех крупных месторождений горячих сухих пород вблизи городов Жичжао и Вэйхай. Общий энергетический эквивалент обнаруженных месторождений составил 18,8 млрд тонн обычного угля.
Но Китай с его обширными территориями, по текущей оценке, обладает лишь 8% мирового геотермального потенциала, в то время как пальму первенства держат США — 12% от мирового потенциала (и в 7 раз выше текущей установленной мощности всей энергетики страны). А Европа, несмотря на меньший абсолютный потенциал за счет расположенных там запасов, сможет увеличить свою энергетическую мощность в 35 раз.
Конкурентоспособность энергии от «сверхгорячих камней»
При масштабном развитии технологий стоимость строительства геотермальных установок нового поколения постепенно снизится на величину до 80%. Когда это случится, геотермальные электростанции смогут конкурировать со станциями на природном газе или угле, оборудованными системами улавливания СО, и даже с атомными.
По оценкам экспертов, это может произойти примерно к 2035 году.
А если учесть, что такие станции будут работать 24 часа в сутки 365 дней в году независимо от каких-либо факторов на поверхности планеты, то они смогут конкурировать также с солнечной и ветровой энергетикой — даже в Калифорнии.
Инвестиционный бум и барьеры роста
Такие компании, как Fervo Energy и Eavor, привлекли более 700 млн долларов инвестиций за период с 2021 года. Интересно, что крупные нефтегазовые корпорации, такие как BP, Devon Energy и OMV, также активно входят в эту отрасль, инвестируя десятки и сотни миллионов долларов и делясь своим богатым опытом в области глубокого бурения.
Однако для полной реализации потенциала требуются инвестиции в разы больше — по оценкам, до 700 млрд долларов к 2035 году и более 2 трлн к 2050-му. При таких вложениях геотермальная энергия нового поколения сможет обеспечить до 8% мирового производства энергии к 2050 году.
Вызовы и решения: бюрократия
Основными препятствиями для развития отрасли остаются длительные процедуры лицензирования таких проектов в разных странах.
- В Японии геотермальные проекты требуют согласований с Министерством экономики, торговли и промышленности, а также с местными органами власти.
- В Китае лицензирование геотермальных проектов регулируется Национальной комиссией развития и реформ совместно с Министерством природных ресурсов, что также требует получения множественных разрешений от различных ведомств.
- В США геотермальные проекты на федеральных землях требуют получения от Бюро управления земельными ресурсами лицензии на аренду геотермальных участков, разрешений на разведку и добычу от различных федеральных агентств, а также соблюдения экологических стандартов — весь процесс может занять до 20 лет!
- Насколько нам известно, у нас в стране еще нет устоявшейся процедуры для геотермальных проектов, но можно ожидать, что они тоже должны будут проходить не менее сложные согласования, чем проекты по добыче нефти или газа.
Перспективы геотермальной революции
Все большее число стран начинает признавать геотермальную энергию надежным источником чистой энергии. Исландия, Япония, Новая Зеландия, Филиппины, Индонезия и Кения интегрируют геотермальные технологии в свои национальные энергетические планы. Европейский союз разработал свой специальный план внедрения геотермальной энергетики, включив ее в европейский «Закон о чистых отраслях промышленности».
Геотермальная энергетика (особенно технологии сверхгорячих пород) представляет собой не просто альтернативу традиционным возобновляемым источникам. Это потенциально революционное решение для создания стабильной, масштабируемой и экологически чистой энергетической системы углеродно-нейтрального будущего, которая может остановить глобальное изменение климата.