7. Геотермальная энергетика

Геотермальные электростанции в качестве источника энергии используют теплоту земных недр. Известно, что в среднем на каждые 30 – 40 м в глубь Земли температура возрастает на 1 С. Следовательно, на глубине 3 – 4 км вода закипает, а на глубине 10 – 15 км температура Земли достигает 1000  1200 С. В некоторых частях планеты температура горячих источников достаточно высокая и в непосредственной близости от поверхности. Эти районы наиболее благоприятны для сооружения геотермальных станций. Так, в Новой Зеландии на геотермальных станциях вырабатывается 40 % всей электроэнергии, в Италии – 6 %. Значительная доля электроэнергии приходится на такие станции и в ряде других стран [1].

Геотермальные электростанции, уступая ветровым в суммарной установленной мощности (42 против 52 %), существенно превосходят их по выработке электроэнергии (70 против 27 %), что свидетельствует о высокой эффективности геотермальных энергетических технологий. Выработка электричества на основе использования энергии солнца и приливов мала и в 1998 г. составляла 2 и 1 % мирового производства электроэнергии на основе возобновлемых источников энергии (ВИЭ).

Результаты анализа технико-экономических показателей технологий производства электричества с использованием различных возобновляемых источников энергии свидетельствуют о существенных преимуществах геотермальных электростанций (ГеоЭС). Так, на современных ГеоЭС самый высокий в нетрадиционной энергетике коэффициент использования мощности достигает 90 %, что в 3 – 4 раза выше, чем для технологий с использованием солнечной, ветровой и приливной энергии.

Стоимость производимой на современных ГеоЭС электроэнергии в среднем на 30 % и в 10 раз ниже, чем на ветровых и солнечных электростанциях. Инвестиционная привлекательность геотермальных энергетических проектов, безусловно, определяется также приемлемым уровнем удельных капиталовложений – около 800 – 3000 дол/кВт установленной мощности.

Важнейшим экологическим преимуществом ГеоЭС по сравнению с ТЭС является значительное снижение выбросов диоксида углерода СО₂ на традиционных ГеоЭС и полное их исключение на современных электростанциях, использующих технологию обратной закачки отработавшего геотермального теплоносителя в георезервуар. Выбросы СО₂ на ГеоЭС в несколько десятков раз ниже, чем на ТЭС, работающих на угле, мазуте и природном газе.

Таким образом, высокая эффективность, экологичность, региональная значимость и большой суммарный потенциал геотермальных ресурсов стимулируют активное развитие геотермальной энергетики.

7.1. Использование геотермальных ресурсов в мире

К 2005 г. суммарная установленная электрическая мощность ГеоЭС в мире составила 8910,7 МВт, а годовая выработка электроэнергии в 2004 г. – 56 798 ГВт/ч. За последние 30 лет ежегодный прирост мощностей был равен 7 %. (рис. 7.1).

Рис. 7.1. Рост суммарной установленной мощности N_э и выработки электроэнергии W на ГеоЭС в мире

В 27 странах мира геотермальное тепло используют для получения электроэнергии. Ожидается, что суммарная установленная электрическая мощность ГеоЭС в мире к 2010 г. может составить 20 000 МВт. В таблице 7.1 представлены данные об установленных мощностях и объеме производства электроэнергии и тепла на ГеоЭС мира в 2004 г.

В последнее десятилетие активно развиваются технологии прямого использования геотермальных ресурсов в теплоснабжении. С 2000 по 2005 г. суммарная установленная тепловая мощность геотермальных сис­тем теплоснабжения возросла от 8667 до 28 000 МВт. Выработка тепла с использованием георесурсов в мире за 2004 г. составила 261 418 ТДж. Это объясняется прежде всего значительным увеличением количества тепловых насосов (особенно в США), использующих тепло грунта и геотермальных вод.

В последние годы все шире используют геотермальные ресурсы в тепловых насосах, теплоснабжении, тепличных хозяйствах и др.

В Исландии 87 % потребности в теплоснабжении обеспечивается именно этими ресурсами. В Турции в настоящее время суммарная тепловая мощность сис­тем геотермального теплоснабжения составляет 1177 МВт ,что позволяет обогреть более 30 % жилых помещений страны (табл.7.1).

Таблица 7.1

Установленные мощности и объем производства электроэнергии и тепла на ГеоЭС мира в 2005 г.

Страна	Установленная мощ-ность, МВт			Рост мощности за 2005–2020 гг.
	1995 г.	2000 г.	2005 г.	МВт	%
Австралия	0,2	0,2	0,2	0	—
Австрия	0	0	1	1	Новые ГеоЭС
Китай	29	29	28	-1	—
Коста-Рика	55	143	163	20	14
Сальвадор	05	161	151	-10	—
Эфиопия	0	7	7	0	—
Франция	4	4	15	И	275
Германия	0	0	0,2	0,2	Новые ГеоЭС
Гватемала	0	33	33	0	—
Исландия	50	170	202	32	19
Индонезия	310	590	797	207	35
Италия	632	785	790	5	1
Япония	414	547	535	-12	—
Кения	45	45	127	82	182
Мексика	753	755	953	198	16
Новая Зеландия	286	437	435	-2	—
Никарагуа	35	70	77	7	10
Папуа Новая Гвинея	0	0	6	6	Новые ГеоЭС
Филиппины	1227	1909	1931	22	1
Португалия	5	16	16	0	—
Россия	11	23	79	56	244
Таиланд	0,3	0,3	0,3	0	—
Турция	20	20	20	0	—
США	2 817	2 228	2 544	316	3
Всего	6 798,5	7 972,5	8 910,7	938,2	12