Сила земли

Международное энергетическое агентство (МЭА) выпустило доклад «Будущее геотермальной энергии», пишет в своей статье «Десять фактов о геотермальной энергетике и ее будущем» для журнала «Эксперт» Илья Арзуманов.

Утверждается, что технологии, которые нефтегазовые компании наработали на трудноизвлекаемых запасах, позволяют добраться до горячих вод на глубине 7-8 км. Это якобы открывает возможность применять геотермальную генерацию практически в любой точке мира, потому что горячая вода на такой глубине есть почти везде. По оценке МЭА, это позволит уже к 2050 г. обеспечить за счет безуглеродной энергии недр до 15 % глобального спроса на электричество. Однако в реальности все оказывается далеко не так просто. Автор статьи выбрал главные тезисы доклада и выяснил, сбудутся ли содержащиеся в нем прогнозы.

1. Геотермальная энергетика может покрыть до 15 % мирового спроса на электричество к 2050 году

Согласно докладу МЭА, прогнозируемое совершенствование и удешевление технологий сделает экономически эффективным ввод к середине века до 800 ГВт геотермальных мощностей, генерирующих 6 тыс. тераватт-часов (ТВт/ч) в год. Это эквивалентно нынешнему спросу на электроэнергию США и Индии вместе взятых.

 

2. К 2050 году общий объем инвестиций в геотермальную энергетику может достичь $2,5 трлн

Уже к 2035 году такие суммарные вложения превысят $1 трлн. Их годовой объем на пике составит $140 млрд, что превышает нынешние инвестиции в наземную ветроэнергетику во всем мире. Для сравнения: в нефтегазовый сектор ежегодно инвестируется $800 млрд.

Отмечается, что интерес к инвестициям в этой сфере начинают проявлять и те, чьи основные интересы лежат вне сферы энергетики – например, крупные технологические компании. Их геотермальная генерация привлекает как технология, способная удовлетворить стремительно растущий спрос на электроэнергию, возникший вследствие расширения центров обработки данных.

 

3. Потенциал геотермальной электрогенерации в 150 раз превышает нынешний мировой спрос

При условии углубления в недра до 8 км оценка потенциала составляет 4 млн тераватт-часов (ТВт/ч) или 15 тыс. эксаджоулей (ЭДж) в год – то есть, 600 ТВт или 300 тыс. ЭДж на 20 лет. Сюда не включены колоссальные возможности попутного использования тепловой энергии для отопления зданий, а также в промышленных процессах. На бумаге выглядит как энергетическая панацея – возникает вопрос, о чем человечество думало раньше и почему до сих пор не освоило бурение на такие глубины (спойлер: в ответе на этот вопрос и кроется сложность достижения прогнозов МЭА).

 

4. Геотермальная энергетика – вторая наименее используемая после приливной

Существующие геотермальные станции обеспечивают лишь 0,8 % мирового энергопотребления – около 5 ЭДж. Электрогенерация в этом объеме занимает лишь пятую часть – 1 ЭДж, тогда как остальные 4 ЭДж приходятся на выработку тепла.

 

5. Геотермальную генерацию применяют в 40 странах мира

Более 90 % геотермальной энергетики сконцентрировано в 10 странах – это Китай, США, Турция, Швеция, Индонезия, Исландия, Япония, Новая Зеландия, Германия и Филиппины. К слову, на один лишь Китай приходится около половины геотермальной генерации мира, причем она используется в стране исключительно для отопления домов. На США приходится еще около 20 % мировой геотермальной генерации, из которых менее трети – выработка электричества, а остальное – генерация тепла.

 

6. Сегодня геоЭС располагаются в регионах, где горячие подземные воды расположены близко от поверхности

Чаще всего это районы вулканической активности. Обычно к применению таких электростанций подталкивает труднодоступность региона и отсутствие центральных сетей.

Ярким примером тут служит Исландия – вулканический остров, отрезанный от остального мира суровыми водами северных морей, у которого на геотермальную генерацию приходится почти половина энергобаланса (рекорд среди всех стран). Другой характерный пример – Россия, где действует четыре геоЭС общей мощностью 81,4 МВт. Три из них расположены на Камчатке, еще одна – на Курилах.

 

7. Достижения нефтегазовой отрасли сделают геотермальную энергетику доступной практически повсеместно

Потенциал геотермальной энергетики растет по мере углубления в недра. При глубине до 5 км он оценивается в 42 ТВт (21 тыс. ЭДж), а на глубинах в 5-8 км превышает 550 ТВт (280 тыс. ЭДж). К слову, одни только США при глубине до 8 км обладают потенциалом свыше 70 ТВт, а до 5 км – лишь 7 ТВт, что, впрочем, в 7 раз превышает современную установленную мощность страны.

При этом, если говорить о глубинах до 2 км, пользоваться геотермальной энергетикой могут лишь отдельные регионы некоторых стран, как сегодня. Если же забуриваться на 7-8 км, то такая генерация становится доступна на большей части всей суши планеты. Доступ к заглубленным тепловым ресурсам открывают современные технологии бурения, освоенные нефтегазовой отраслью в последние десятилетия для добычи трудноизвлекаемых запасов.

 

8. Себестоимость геотермальной генерации сократится на 80 % за 10 лет

МЭА говорит только о таких геотермальных тераваттах и эксаджоулях, извлечение которых укладывается в себестоимость не выше $300 за МВт/ч. В такие суммы, по оценке организации, обошлась бы генерация в рамках первых геотермальных проектов «нового поколения», использующих глубины до 8 км.

Ожидается, что по мере развития технологии и роста инвестиций, эта себестоимость будет падать – к 2035 г. она сократится на 80 %, до $50 за МВт/ч, что сопоставимо с современными расценками в ветряной энергетике. К 2050-му же прогнозируется сокращение себестоимости еще на 40 %, до $30 за МВт/ч.

 

9. Геотермальная энергетика может декарбонизировать мировое теплоснабжение

Геотермальный потенциал мировых водоносных горизонтов с глубинами до 5 км и температурой воды свыше 90 °C оценивается примерно в 320 ТВт (250 тыс. ЭДж). Это соответствует потребностям существующих сетей централизованного теплоснабжения, работающих на ископаемом топливе.

При этом себестоимость согенерации тепла геотермальными электростанциями «нового поколения» оценивается в $20 за гигаджоуль (ГДж) против $10-45 за ГДж для угольных, газовых, атомных или биотопливных ТЭЦ.

 

10. Прогнозы МЭА относительно светлого будущего геотермальной энергетики отчасти реалистичны

«МЭА как международный энергетический мозговой трест известно своими программными и порой футуристическими документами, которые стоит воспринимать скорее как материал к размышлению, чем как программу действий», – прокомментировал доклад руководитель группы аналитики в энергетике консалтинговой компании Kept Сергей Роженко.

Очевидно, что геотермальная энергетика займет в энергобалансе будущего определенную нишу – спрос на энергию будет только расти на таких объективных факторах, как рост населения и технический прогресс. «В отсутствие более доступных альтернатив в отдельных регионах ГеоЭС конкурентоспособна по цене с газовой генерацией. Это особенно актуально для удаленных регионов, например, для территории Дальнего Востока с ограниченным доступом к единой энергосистеме, – отмечает эксперт аналитического центра "Яков и Партнёры" Виктория Трифонова. – Впрочем, потенциал использования геотермальной энергии уже сейчас не ограничен территориями с высокой вулканической активностью. В частности, Россия, согласно экспертным оценкам, также обладает значительным потенциалом развития этого вида энергетики и за пределами Дальнего Востока – это территории Сибири, Урала, Кавказа, Краснодарского края и Ставрополья. Однако широкое распространение геотермальной энергетики будет зависеть от дальнейшего снижения себестоимости и технологического развития».

По словам Виктории Трифоновой, международные энергетические компании действительно исследуют возможность расширения портфеля технологий в сфере геотермальной энергетики, однако пока масштаб инвестиций и темпы развития в этой области достаточно ограничены: «С точки зрения технологического развития бурения, глубина 8 и более километров не является недостижимой, примеры подобных проектов есть и в России. При дальнейшем технологическом развитии и снижении себестоимости ГеоЭС участие нефтегазовых компаний в реализации подобных проектов действительно может стать дополнительным направлением диверсификации, но вряд ли станет доминирующим».

Словом, ниша геотермальной энергетики останется не самой емкой. И дело не столько в колоссальной стоимости глубинного бурения на 7-8 км, сколько в огромной материало- и ресурсоемкости процесса в пересчете полученных мегаватт-часов энергии к затраченным. «Может оказаться, что газ и уголь обходятся экосистеме Земли дешевле, чем "безуглеродная" альтернатива, – полагает Сергей Роженко. – В этом контексте МЭА, скорее, пытается выдать желаемое за технологически действительное».

Еще несколько лет назад МЭА представляло в качестве безальтернативного мнение, что возобновляемая генерация на базе солнца и ветра, дополненная накопителями, заменит всю топливную энергетику, напоминает аналитик: «Основными барьерами виделись только инвестиции и госрегулирование. Однако этого не случилось – в первую очередь по технологическим причинам».

---

Иллюстрация: использованы изображения Gretar Ívarsson и andinur