Также как гидравлические, ветряные или солнечные ресурсы, геотермальные источники энергии являются чистыми, безопасными и возобновляемыми. «Геотермальный» — слово греческого происхождения и состоит из корней «тепло Земли». Геотермальной, таким образом, называют энергию, которая содержится под внешней оболочкой нашей планеты в форме тепла. Пока что человечество научилось преобразовывать в электроэнергию не все тепло, а лишь то, которое сконцентрировано в особых областях, где расплавленные массы магмы находятся очень близко к поверхности.
Геотермальные ресурсы, расположенные на доступной глубине в естественных резервуарах в форме пара или воды высокой температуры (чаще всего, дождевой), нагреваются от протекания через постоянно раскаленные области каменных пород. При наличии определенного ландшафта такие подземные источники горячей воды и пара могут превращаться при выходе на поверхность в гейзеры, горячие источники и лагуны.
Мировой рынок геотермальной энергетики
Объекты геотермальной энергетики уже работают, а также строятся в различных частях света, в том числе в таких странах как Россия, Исландия, Италия, США, Чили, Перу, Сальвадор, Филиппины и Индонезия.
Инвестиции в геотермальную энергетику в мире увеличились в 2018 году на 10% до 1,8 млрд долл.
Перспективы геотермальной энергетики в мире
Объем установленных геотермальных мощностей в мире растет примерно на 6% в год, и, по оценкам, достигнет 46 ГВт к 2035 году.
История геотермальной энергетики
Одним из первопроходцев и лидеров в этом сегменте является Италия и, в частности, компания Enel Green Power. Еще в 1904 году итальянский князь Пьетро Джинори Конти проводил в Тоскане опыты по трансформации энергии пара в электроэнергию. В 1913 году в Лардерелло была открыта первая в мире геотермальная электростанция, в 2013 года она отпраздновала свое 100-летие.
История геотермальной энергетики России начинается в середине 50-х годов прошлого столетия, когда впервые была организована группа ученых, изучавших геотермальный потенциал Камчатки, в результате чего была построена первая в СССР Паужетская геотермальная электростанция.
Этапы разработки и принципы работы геотермального проекта
Разработка геотермального энергетического проекта состоит из нескольких фаз. Сначала с помощью специальных подземных проб определяется место, где, предположительно, находится геотермальный резервуар. Следующая фаза — глубокая разведка; если геонаучные тесты подтверждают, что место выбрано правильно, бурятся скважины и на поверхности строится электростанция, либо пар по трубам перенаправляется в сторону уже существующей станции.
Экономически оправдано бурение глубиной до 5 км. Фаза глубокого бурения также сопровождается исследованиями состояния окружающей среды для наилучшего позиционирования скважины и оптимизации добычи пара.
Пар доставляется из скважин к электростанции при помощи изолированных паровых труб из стали. На электростанции пар попадает на турбину и вращает ее, а присоединенный к турбине электрогенератор вырабатывает электричество. После прохождения турбины пар охлаждается в конденсаторе и превращается в воду. Часть полученной таким образом воды возвращается в подземный природный резервуар при помощи специальных шахт обратного впрыскивания, другая часть выпускается в атмосферу.
При невысокой температуре геотермального источника (120-170°C) часто применяется технология бинарного цикла. В таких системах геотермальная жидкость используется для выпаривания другой жидкости с меньшей, чем у воды, температурой кипения, через теплообменник, а затем сразу же отправляется в систему обратного впрыска, тем самым полностью восполняя природный резервуар.
Организации, работающие в сфере геотермальной энергетики
- AEA — Африканская ассоциация энергетики (African Energy Association)
- AES — Сообщество американской энергетики США (American Energy Society)
- Agora Energiewende (Агора Энергивенде Германия)
- ARE — Альянс для электрификации сельской местности (Alliance for Rural Electrification)
- Clean Coalition (Чистая коалиция США)
- Cleantech San Diego (Клинтек Сан-Диего США)
- CONIECO — Национальный совет промышленных экологов Мексики (National Council of Industrial Ecologists)
- DSD UNDESA — Отдел по устойчивому развитию Департамента ООН по экономическим и социальным вопросам (Division for Sustainable Development of UN Department of Economic and Social Affairs)
- EGEC — Европейский совет по геотермальной энергетике (European Geothermal Energy Council)
- FS-UNEP — Центр взаимодействия Франкфуртской школы и ЮНЕП по климату и финансированию устойчивой энергетики (Frankfurt School — UNEP Collaborating Centre for Climate & Sustainable Energy Finance)
- IEA — Международное энергетическое агентство, МЭА (International Energy Agency)
- IGA — Международная ассоциация геотермальной энергетики (International Geothermal Association)
- IPCC — Межправительственная группа экспертов по изменению климата, МГЭИК (Intergovernmental Panel on Climate Change)
- IPPAI — Ассоциация независимых производителей электроэнергии Индии (Independent Power Producers Association of India)
- IPPF — Форум независимых производителей энергии Азии (Independent Power Producers Forum)
- IRENA — Международное агентство возобновляемой энергетики (International Renewable Energy Agency)
- MREA — Ассоциация возобновляемой энергетики Среднего Запада США (Midwest Renewable Energy Association)
- NREL — Национальная лаборатория возобновляемой энергетики США (National Renewable Energy Laboratory)
- PANC — Энергетическая ассоциация Северной Калифорнии (Power Association of Northern California)
- REAP — Ассоциация возобновляемой энергетики Пакистана (Renewable and Alternative Energy Association of Pakistan)
- REN21 Renewables (РЕН21 Реньюэблз)
- RMI — Институт Роки-Маунтин (Rocky Mountain Institute)
- SANEA — Национальная энергетическая ассоциация ЮАР (South African National Energy Association)
- SEAS — Ассоциация возобновляемой энергетики Сингапура (Sustainable Energy Association of Singapore)
- UN FCCC — Рамочная конвенция ООН об изменении климата, РКИК (UN Framework Convention on Climate Change)
Компании, работающие в сфере геотермальной энергетики
- Apple (Эппл)
- Berkshire Hathaway Energy (Беркшир Хэтуэй Энерджи)
- Calpine (Калпин)
- EEI Power Corporation (И-И-Ай Пауэр Корпорэйшн)
- Enel Green Power (Энел Грин Пауэр)
- Erdwärme Bayern (Эрдверме Байерн)
- GE (General Electric) Renewable Energy (Дженерал Электрик Возобновляемая Энергия)
- GeoThermHydro (ГеоТермГидро)
- HS Orka (ХС Орка)
- Iceland GeoSurvey (Айсланд Геосерви)
- MIESCOR (МИЕСКОР)
- Mitsubishi (Мицубиси)
- Mitsui (Мицуи)
- Ormat Technologies (Ормат Текнолоджис)
- Pertamina (Пертамина)
- PetroEnergy Resources (ПетроЭнерджи Ресурсес)
- Toshiba Corporation (Тошиба Корпорейшн)
- РусГидро
Проекты в сфере геотермальной энергетики
- Calistoga (Калистога) — геотермальная электростанция — 69 МВт, США, 1984
- Cerro Pabellón (Сэрро Павейон) — геотермальная электростанция — 48 МВт, Чили, 2017
- Cove Fort (Ков Форт) — геотермальная гидроэлектростанция — 25 МВт, США, 2016
- Maibarara (Майбарара) — геотермальная электростанция — 20 МВт, Филиппины, 2014
- Mak-Ban (Мак-Бан) — геотермальная электростанция — 458,5 МВт, Филиппины, 1979-1996
- Reykjanes (Рейкьянес) — геотермальная электростанция — 100 МВт, Исландия, 2006
- Sarulla (Сарулла) — геотермальная электростанция — 321 МВт, Индонезия, 2018
- Svartsengi (Свартсенги) — геотермальная электростанция — 75 МВт/190 МВт, Исландия, 2007
- Way Ratai (Вай Ратаи) — геотермальная электростанция — 55 МВт, Индонезия, 2022
- Weilheim (Вайльхайм) — геотермальная электростанция — 26 МВт, Германия, 2018
- Паужетская — геотермальная гидроэлектростанция — 12 МВт, Россия, 2021