Геотермальная энергия читать ~7 мин.

В то время как мир продолжает искать устойчивые энергетические решения, геотермальная энергия привлекает внимание благодаря своим уникальным характеристикам. Использование внутреннего тепла Земли открывает многообещающий потенциал в различных регионах мира благодаря низкому углеродному следу и минимальному нарушению окружающей среды. Однако для оптимального использования этого источника энергии необходимы точные географические, технологические и экономические расчеты.

Что это такое?

Геотермальная энергия вырабатывается из естественного тепла земной коры, образующегося в результате распада радиоактивных изотопов и остаточного тепла, оставшегося после формирования планеты. Самый простой способ представить себе это – вообразить землю под ногами как огромный, медленно кипящий котёл с теплом, запертый под слоями горных пород и ожидающий своего часа. Но геотермальная энергия – это гораздо более сложная задача, чем просто задействовать источники горячей воды; она включает в себя передовые технологии, глубокое бурение и тщательное управление ресурсами.

В зависимости от глубины залегания и типа доступных ресурсов геотермальную энергию можно разделить на несколько типов: сухой пар, пар со вспышкой и электростанции бинарного цикла. Эти категории определяют способ извлечения тепла, преобразования его в электроэнергию и распределения. На станциях с сухим паром для вращения турбин используется пар, поступающий непосредственно из земли, а на станциях со вспышкой пара давление снижается для преобразования более горячей воды в пар. В бинарных установках, напротив, тепло от геотермальной горячей воды передаётся другой жидкости с более низкой температурой кипения, которая затем испаряется и приводит в движение турбины.

Где процветает геотермальная энергия

Геотермальная энергия в значительной степени зависит от местоположения – в частности, от близости к границам тектонических плит, вулканическим областям или горячим точкам. Регионы со значительной геотермальной активностью часто включают страны с активными вулканическими системами или линиями тектонических разломов. Здесь природное тепло Земли находится ближе к поверхности, что делает его использование более простым и эффективным.

Исландия как вершина геотермального успеха

Исландия, пожалуй, является самым известным примером страны, полностью использующей геотермальную энергию. Расположенная на Срединно-Атлантическом хребте, где сходятся Североамериканская и Евразийская плиты, страна находится на вершине одного из самых активных геотермальных регионов в мире. С учётом того, что более 90 % домов отапливаются с помощью геотермальной энергии, Исландия лидирует как в производстве энергии, так и в инновациях. Страна не только использует геотермальную энергию для отопления, но и вырабатывает значительную часть электроэнергии.

Одно из самых впечатляющих достижений Исландии – электростанция Hellisheiði, крупнейшая в мире геотермальная электростанция по выработке электроэнергии. Мощность станции составляет 303 МВт, и она демонстрирует потенциал расширения геотермальной энергетики в районах, где этот ресурс в изобилии. Эффективная интеграция геотермальной энергии в жилом и промышленном секторах Исландии служит примером для других стран, стремящихся перейти на более чистые источники энергии.

Соединённые Штаты: Использование тепла Земли на Западе

Соединённые Штаты, особенно западные штаты, также обладают значительным геотермальным потенциалом. В Калифорнии, Неваде и Орегоне расположены одни из крупнейших геотермальных станций в мире. Гейзеры, расположенные на севере Калифорнии, являются крупнейшим геотермальным месторождением в мире, вырабатывающим более 1500 МВт электроэнергии.

Однако разработка геотермальных месторождений в США сталкивается с проблемами, особенно в районах за пределами этих хорошо развитых регионов. В отличие от Исландии, в США нет таких же постоянных источников тепла, как на границах тектонических плит. Поэтому освоение геотермальной энергии в стране зачастую обходится дороже и требует применения передовых технологий для доступа к более глубоким геотермальным ресурсам. Несмотря на значительный потенциал геотермальной энергии, она ещё не так широко используется, как другие возобновляемые ресурсы, такие как энергия ветра или солнца.

Новая Зеландия: Геотермальная энергия в сердце Тихого океана

Новая Зеландия – ещё один яркий пример страны, использующей геотермальную энергию. Расположенная на Тихоокеанском огненном кольце, эта страна обладает богатыми геотермальными месторождениями. Электростанция Wairakei в центральной части Северного острова была одной из первых в мире крупномасштабных геотермальных станций и продолжает работать по сей день.

Страна вырабатывает около 17 % электроэнергии из геотермальных источников, а в перспективе может получить ещё больше. Эта энергия в основном поступает из вулканической зоны Таупо, где расположены многие геотермальные месторождения Новой Зеландии. Несмотря на меньшие размеры по сравнению с Соединёнными Штатами или Исландией, Новая Зеландия эффективно интегрировала геотермальную энергию в свою энергосистему и продолжает расширять её использование.

Развивающиеся регионы

Хотя развитие геотермальной энергетики было наиболее успешным в странах, расположенных вдоль границ тектонических плит, растёт интерес к регионам, где геотермальные ресурсы ещё не полностью освоены. Страны Африки, Азии и Латинской Америки в настоящее время изучают возможности использования геотермальной энергии, признавая её потенциал как стабильного и возобновляемого ресурса.

Кения как лидер геотермальной энергетики в Африке

Кения выделяется в Восточной Африке как геотермальный лидер. Восточно-Африканская рифтовая долина, охватывающая несколько стран, является домом для огромных геотермальных ресурсов. Геотермальная электростанция Olkaria, расположенная недалеко от Найроби, является одной из крупнейших геотермальных станций в Африке и способна вырабатывать более 700 МВт. Геотермальная энергия сегодня составляет более 40 % от общего объёма выработки электроэнергии в Кении, что значительно снижает зависимость страны от ископаемого топлива.

Успех Кении во многом объясняется государственными инвестициями и международными партнёрствами, которые помогли снизить стоимость геотермальной разведки и бурения. Кроме того, геотермальная энергия обеспечивает стабильный источник электроэнергии для растущего населения страны, помогая удовлетворить растущие потребности городов и промышленности в энергии.

Индонезия: использование потенциала в Юго-Восточной Азии

Индонезия, расположенная в Тихоокеанском огненном кольце, – ещё одна страна, которая начала осваивать свой огромный геотермальный потенциал. Являясь крупнейшим в мире производителем геотермальной энергии по мощности, Индонезия располагает более чем 27 000 МВт неиспользованных геотермальных ресурсов. Однако большая часть этого потенциала остаётся невостребованной из-за финансовых ограничений и трудностей, связанных с разработкой геотермальных месторождений в отдалённых районах.

Несмотря на эти проблемы, Индонезия делает успехи в развитии геотермальной энергетики. Правительство страны проводит политику поощрения частных инвестиций, стремясь сделать геотермальную энергию центральной частью энергетического баланса страны. Геотермальные ресурсы страны могут стать неотъемлемой частью её энергетического будущего, снизив зависимость от угля и других загрязняющих источников энергии.

Геотермальная энергия и её экологические преимущества

Одним из ключевых преимуществ геотермальной энергии является её относительно низкое воздействие на окружающую среду. В отличие от электростанций, работающих на ископаемом топливе, геотермальные электростанции практически не производят выбросов парниковых газов, что делает их привлекательной альтернативой для стран, стремящихся уменьшить свой углеродный след.

Кроме того, геотермальная энергия обеспечивает постоянный и надёжный источник энергии. В отличие от солнечной или ветровой энергии, которая может работать с перебоями в зависимости от погодных условий, геотермальная энергия может производить электричество круглосуточно. Это делает её идеальным дополнением к другим возобновляемым источникам энергии, помогая стабилизировать энергосистему и обеспечить постоянное снабжение чистой энергией.

Будущее геотермальной энергетики: Проблемы и возможности

Будущее геотермальной энергетики многообещающе, но и она не лишена проблем. Высокие первоначальные затраты на бурение и создание инфраструктуры могут сдерживать инвестиции, особенно в регионах, где геотермальные ресурсы не так легко доступны. Кроме того, в некоторых районах сохраняется опасение по поводу возможности возникновения наведённой сейсмичности, или небольших землетрясений, вызванных геотермальным бурением.

Несмотря на эти препятствия, технологический и исследовательский прогресс продолжает повышать эффективность и рентабельность геотермальной энергии. Усовершенствованные геотермальные системы (EGS), предполагающие создание искусственных резервуаров в горячих горных породах, могут открыть новые геотермальные месторождения в регионах, которые ранее не были пригодны для производства энергии.

Кроме того, растущий мировой спрос на возобновляемые источники энергии, обусловленный как климатическими целями, так и проблемами энергетической безопасности, вероятно, будет способствовать увеличению инвестиций в геотермальные проекты. Поскольку страны стремятся диверсифицировать свои источники энергии и снизить зависимость от ископаемого топлива, геотермальная энергия может играть ещё большую роль в мировом энергобалансе.