Наша страна является одной из крупнейших мировых энергетических держав, но основу её энергетики составляют атомные, гидро- и электростанции на ископаемых источниках энергии, таких, как нефть и газ. В то же время Китай и многие западные страны сделали ставку на развитие возобновляемых источников, в первую очередь – ветровых, солнечных и приливных электростанций. Сегодня мы поговорим о том, как новая прорывная технология «сверхгорячих пород» может изменить мировой энергетический пейзаж.
В недрах Земли скрывается колоссальный энергетический потенциал. Геотермальные технологии следующего поколения открывают путь к стабильному круглосуточному производству чистой энергии практически в любой точке планеты.
От периферии к центру глобальной энергетики
Первую в мире геотермальную электростанцию построил принц Пьеро Джинори Конти в 1904 году в городке Лардерелло в Италии. В 1913 там же была запущена первая коммерческая электростанция Larderello 1 мощностью всего… 250 кВт.
На протяжении десятилетий геотермальная энергия оставалась «золушкой» среди возобновляемых источников энергии. В 2024 году она покрывала менее 1% глобальной энергопотребности, причём только в немногих странах с естественными подземными резервуарами горячей воды у поверхности, таких, как Исландия. Но, по данным Международного энергетического агентства (МЭА), ситуация кардинально меняется прямо у нас на глазах.
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 гигаватт. В одном лишь 2023 году инвестиции в геотермальную энергетику превысили 45 миллиардов долларов — это более 5% от всех денег, выделенных на проекты в области источников возобновляемой энергии.
Super Hot Rock – сверхгорячий камень, который меняет всё
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 километров. Такие системы способны генерировать в 5–10 раз больше энергии, чем обычные геотермальные скважины, причём на поверхности площадь земельных участков для них нужна совсем небольшая.
Масштаб запасов – просто отвал башки
Цифры, которые приводят исследователи Clean Air Task Force совместно с университетом Твенте, впечатляют: использование всего лишь 1% мирового потенциала сверхгорячих пород может обеспечить 63 тераватта энергии. Для сравнения — это в 150 раз больше, чем потребляет сегодня наша планета: вся промышленность, весь транспорт и всё население.
А на глубине в 8 километров EGS могут обеспечить до 600 тераватт (в 2000 раз больше, чем составляет весь потенциал традиционной геотермальной энергии нашей планеты), и её стоимость будет составлять около 300 долларов за мегаватт-час. Пока это дороговато, в среднем сегодня мировая цена составляет 165 долларов, но, как мы уже много раз видели в других секторах, с развитием технологий себестоимость всегда сильно снижается. Вспомните мобильные телефоны!
Представьте себе такое: на глубине свыше 7 километров любая страна мира располагает технически пригодными ресурсами для выработки колоссальных количеств чистой энергии, в сотни и тысячи раз превышающих её 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.
Американская компания Fervo Energy продемонстрировала эффективность такого подхода на проекте Project Red в Неваде, используя горизонтальное бурение и методы гидроразрыва пласта. Канадская Eavor развивает технологии замкнутых геотермальных систем (CLGS), которые работают как подземные радиаторы, не требуя контакта с породой.
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 четырёх крупных месторождений горячих сухих пород вблизи городов Жичжао и Вэйхай. Общий энергетический эквивалент обнаруженных месторождений составил 18,8 миллиарда 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 старушка Европа, несмотря на меньший абсолютный потенциал за счёт расположенных там запасов, сможет увеличить свою энергетическую мощность в 35 раз.
Цена вопроса и конкурентоспособность энергии от «сверхгорячих камней»
При масштабном развитии технологий стоимость строительства геотермальных установок нового поколения снизится на 80%. Когда это случится, геотермальные электростанции станут конкурентоспособными по сравнению со станциями на природном газе или угле, оборудованными системами улавливания СО, и даже с ядерной энергетикой. 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 в том числе с солнечной и ветровой энергетикой даже в солнечной и ветреной Калифорнии.
Инвестиционный бум и барьеры роста
Такие компании, как Fervo Energy и Eavor, привлекли более 700 миллионов 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 глобальные инвестиции в разы больше – по оценкам, до 700 миллиардов долларов к 2035 году и более 2 триллионов к 2050. 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 ещё 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
Всё 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. И 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 наконец глобальное изменение климата — и спасти нашу с вами планету!