Геотермальная энергетика

Геотермальная энергетика: масштабы, технологии, экология и прогноз на XXI век.

Геотермальная энергетика использует тепло Земли для генерации электроэнергии и теплоснабжения. Это возобновляемый и стабильный источник энергии, но его развитие зависит от геологических условий и технологий.

1. Масштабы использования

Мировые показатели (2024 г.):

Установленная мощность: ~16 ГВт (эл.) и ~28 ГВт (тепл.).
Лидеры: США (~3.7 ГВт), Индонезия (~2.3 ГВт), Филиппины (~1.9 ГВт), Турция (~1.7 ГВт), Новая Зеландия (~1 ГВт).
Доля в мировой электроэнергии: ~0,5%.

Потенциал:

Теоретически геотермальная энергия может покрыть до 10–15% мировых потребностей в энергии.
Наибольшие запасы – в зонах вулканической активности (Исландия, Индонезия, Камчатка, Восточная Африка).

2. Технические решения

2.1. Электростанции

Сухие паровые (Dry Steam): Используют пар напрямую (пример: Гейзеры, США).
Флэш-станции (Flash Steam): Вода под давлением превращается в пар (наиболее распространённый тип).
Бинарные циклы (Binary Cycle): Тепло передаётся вторичному теплоносителю (подходит для низкотемпературных источников).

2.2. Глубинные и инновационные технологии

Усиленные геотермальные системы (EGS): Искусственное создание резервуаров в горячих сухих породах (перспектива для регионов без естественных источников).
Геотермальные тепловые насосы (GSHP): Для отопления/охлаждения зданий (работают на глубинах до 200 м).

3. Последствия для экологии

3.1. Преимущества

Низкие выбросы CO₂ (в 10–50 раз меньше, чем у ТЭС).
Минимальное использование земли по сравнению с солнечными и ветровыми станциями.
Круглосуточная генерация (в отличие от солнца и ветра).

3.2. Риски

Выбросы сероводорода (H₂S) и CO₂ (особенно на старых станциях).
Оседание грунта из-за откачки теплоносителя (пример: поля Геллис в Исландии).
Загрязнение подземных вод химическими реагентами (при использовании EGS).
Сейсмическая активность (гидроразрыв пластов может вызывать микроземлетрясения).

4. Прогноз на XXI век

К 2050 году:

Ожидается рост мощности до 70–140 ГВт (до 3–5% мировой электроэнергии).
Развитие EGS и сверхглубоких скважин (до 10–15 км).

К 2100 году:

Возможен переход к глубинным магматическим системам (температуры >500°C).
Интеграция с водородной энергетикой (использование геотермального тепла для электролиза).

Вывод

Геотермальная энергетика останется нишевой, но важной частью ВИЭ, особенно в вулканически активных регионах. Её развитие зависит от прорывов в технологиях бурения и снижения экологических рисков.