Будущее геотермальной энергии

Для успешного масштабирования геотермальной энергии необходимо решить ряд проблем, включая риски разработки проектов, процессы выдачи разрешений и лицензирования, экологические проблемы и общественное признание. В отчете количественно оценивается технический и рыночный потенциал геотермальной энергии следующего поколения и предлагаются меры, которые могут помочь снизить риски, ускорить инновации и повысить привлекательность традиционных и проектов следующего поколения, что позволит более широко использовать геотермальную энергию.

Геотермальная энергия — это тепловая энергия, получаемая из недр Земли. Часть этой энергии — это остаточное тепло, вырабатываемое во время формирования планеты более 4 миллиардов лет назад. Другая часть возникает из-за непрерывного и спонтанного радиоактивного распада природных изотопов в ядре и мантии Земли, что поддерживает температуру ядра около 5000 °C. Тепловая энергия также поступает от солнечного излучения, что влияет на температуру почвы и воды на небольших глубинах по всей Земле. В среднем температура увеличивается на 25-30 °C на километр глубины. Геотермальные тепловые потоки распределены неравномерно и тесно связаны с тектоническими условиями, включая вулканическую активность. Эти обстоятельства могут привести к регионально повышенным температурам в коре. Геотермальные энергетические системы используют это тепло из недр и транспортируют его на поверхность, где его можно использовать для отопления и охлаждения, выработки электроэнергии и хранения энергии.

Достижения в области технологий открывают новые горизонты для геотермальной энергии, обещая сделать ее привлекательным вариантом для стран и компаний по всему миру. Эти методы включают горизонтальное бурение и гидроразрыв пласта, отточенные в ходе разработки месторождений нефти и газа в Северной Америке. Если геотермальная энергия сможет пойти по стопам историй успеха инноваций, таких как солнечные фотоэлектрические системы, ветер, электромобили и аккумуляторы, она может стать краеугольным камнем будущих систем электро- и теплоснабжения как управляемый и чистый источник энергии. На данный момент геотермальная энергия удовлетворяет менее 1% мирового спроса на энергию, и ее использование сосредоточено в нескольких странах с легкодоступными и высококачественными ресурсами, включая США, Исландию, Индонезию, Турцию, Кению и Италию.

Поскольку геотермальный источник энергии является непрерывным, геотермальные электростанции могут работать на максимальной мощности в течение всего дня и года. В среднем глобальная геотермальная мощность имела коэффициент использования более 75% в 2023 году по сравнению с менее чем 30% для ветроэнергетики и менее чем 15% для солнечной фотоэлектрической энергии. Кроме того, геотермальные электростанции могут работать гибко, способствуя стабильности электросетей, гарантируя, что спрос может быть удовлетворен в любое время и поддерживая интеграцию переменных возобновляемых источников энергии, таких как солнечная фотоэлектрическая энергия и ветер.

Геотермальная энергия также может стать постоянным источником низко- и среднетемпературного тепла для использования в зданиях, промышленности и централизованном отоплении. Глобальный геотермальный потенциал осадочных водоносных горизонтов на глубине до 3 км и температурах более 90°C оценивается примерно в 320 ТВт. Это соответствует требованиям существующих сетей централизованного теплоснабжения, работающих на ископаемом топливе, которые можно декарбонизировать, переключившись на геотермальное тепло. При более низких температурных требованиях потенциал геотермальной энергии увеличивается примерно в десять раз.

Если удастся добиться существенного снижения затрат на геотермальную энергию следующего поколения, общий объем инвестиций в геотермальную энергию может достичь 1 триллиона долларов США к 2035 году и 2,5 триллиона долларов США к 2050 году. На пике инвестиции в геотермальную энергию могут достичь 140 миллиардов долларов США в год, что превышает текущие инвестиции в наземную ветроэнергетику во всем мире. Как управляемый источник чистой энергии, геотермальная энергия также привлекает интерес заинтересованных сторон за пределами энергетической отрасли, включая технологические компании, стремящиеся удовлетворить быстрорастущий спрос на электроэнергию в центрах обработки данных.

Конкурентоспособная по стоимости геотермальная энергия могла бы стать крайне необходимым источником электроэнергии с низким уровнем выбросов. Наличие геотермальной энергии было бы особенно ценным для укрепления безопасности электроснабжения в регионах, стремящихся отказаться от угольной энергетики или в качестве дополнения к большому количеству солнечных фотоэлектрических установок и ветра.

Политическая поддержка, инновации, и экспертиза нефтегазового сектора могут помочь снизить затраты на новые геотермальные проекты следующего поколения до уровней, которые сделают их одним из самых дешевых источников электроэнергии с низким уровнем выбросов. Затраты на геотермальную энергию следующего поколения сегодня относительно высоки по сравнению с другими технологиями с низким уровнем выбросов. Но участие политиков и нефтегазовой отрасли может привести к значительному снижению затрат на геотермальную энергию по мере ввода в эксплуатацию новых проектов, что было доказано быстрым снижением затрат на солнечные фотоэлектрические системы, батареи и электромобили за последнее десятилетие. В отчете оценивается, что при поддержке затраты на геотермальную энергию следующего поколения могут снизиться на 80% к 2035 году. К этому моменту новые проекты смогут поставлять электроэнергию по цене около 50 долларов США за мегаватт-час, что сделает геотермальную энергию одним из самых дешевых источников электроэнергии с низким уровнем выбросов.

Геотермальная промышленность сегодня обеспечивает около 145 000 рабочих мест, и занятость в геотермальной отрасли может увеличиться более чем в шесть раз до 1 миллиона к концу этого десятилетия, но существует риск нехватки квалифицированных кадров. Многие люди, работающие в геотермальной отрасли сегодня, пришли из нефтегазового сектора, и будущие геотермальные разработки будут зависеть от наличия соответствующей квалифицированной рабочей силы. Зачисление на программы обучения, традиционно связанные с ископаемым топливом, сократилось во многих развитых экономиках в последние годы, и это может иметь косвенные последствия для геотермальных разработок. Необходима дальнейшая поддержка университетских степеней, ученичества, программ обучения, а также региональных и международных центров передового опыта.

Политическая поддержка отстает: более 100 стран имеют политику в отношении солнечных фотоэлектрических и ветровых установок, но менее 30 внедрили политику в отношении геотермальной энергии. Если геотермальная энергия должна реализовать свой потенциал, правительствам необходимо выдвинуть ее на более высокий уровень в национальной повестке дня политики чистой энергии с конкретными целями и дорожными картами.

Среди ключевых рекомендаций в отчете по развитию геотермальной энергии можно выделить следующие:

·        Расширить роль геотермальной энергии в национальном энергетическом планировании;

·        Разработать цели и технологические дорожные карты;

·        Упростить и оптимизировать выдачу разрешений на геотермальную энергию;

·        Поддерживать применение геотермального тепла для коммунальных и промышленных нужд;

·        Улучшить качество данных геотермальных ресурсов для инвесторов;

·        Расширить программы исследований и инноваций в области геотермальной энергетики, включая демонстрацию и тестирование новых технологий;

·        Увеличить количество академических программ и тренингов в области геотермальной энергетики в партнерстве с академическими кругами и промышленностью.

В Казахстане геотермальная энергия может сыграть важную роль в диверсификации энергетического баланса и снижении доли угольной генерации. Геотермальные ресурсы могут быть использованы для централизованного теплоснабжения в городах. Геотермальное тепло в промышленности может снизить потребление угля и природного газа, что положительно скажется на экологической обстановке. 

Нефтегазовая отрасль Казахстана обладает значительными компетенциями в области бурения, геологоразведки и эксплуатации месторождений, что может быть использовано для развития геотермальной энергетики. Интеграция геотермальных проектов в структуру энергетической стратегии страны, поддержка исследований и разработок, а также создание благоприятных условий для инвесторов позволят Казахстану использовать свой геотермальный потенциал для устойчивого энергетического будущего.