Земля как электростанция: геотермальные технологии снижают стоимость «зелёной» энергии на 60 %

Усовершенствованные геотермальные системы (EGS), использующие технологии бурения из нефтегазовой отрасли для доступа к теплу на глубине до 8 километров, могут стать ключевым элементом в глобальном переходе на чистую энергию. Согласно исследованию Стэнфордского университета, опубликованному в журнале Cell Reports Sustainability, эта технология способна значительно снизить общую потребность в инфраструктуре и земельных ресурсах для «зелёной» энергетики.

Существенное сокращение инфраструктуры

Учёные сравнили сценарии энергосистем будущего с использованием EGS и без них. Результаты показали, что даже при покрытии всего 10 % потребностей в электроэнергии за счёт геотермальных источников потребность в мощностях наземной ветрогенерации снижается на 15 %, солнечной — на 12 %, а необходимое количество накопителей энергии — на 28 %.

«EGS — это перспективная чистая, возобновляемая технология, которая работает совместно с ветром, солнцем, водой и аккумуляторами, чтобы помочь обеспечить энергией мир для всех целей, — говорит ведущий автор исследования, профессор гражданской и экологической инженерии Марк Джейкобсон. — Она обеспечивает энергетическую безопасность, одновременно устраняя связанное с энергетикой загрязнение воздуха и глобальное потепление при низких затратах».

Общая потребность в земельных ресурсах для размещения всей энергетической инфраструктуры снизилась с 0{,}57 % до 0{,}48 % от совокупной площади рассматриваемых стран. Это снижение может оказаться особенно важным для небольших или густонаселённых государств, таких как Сингапур, Тайвань или Южная Корея.

Стабильная энергия и конкурентоспособная стоимость

В отличие от обычных геотермальных станций, привязанных к вулканически активным зонам, EGS можно создавать практически в любой точке мира, получая доступ к сверхвысокотемпературному теплу на большой глубине. Эта технология обеспечивает постоянную подачу электроэнергии, выполняя роль базовой нагрузки, которую сегодня обеспечивают угольные и атомные электростанции.

Исследование показало, что переход на полностью возобновляемую энергетику сокращает ежегодные энергетические затраты примерно на 60 % по сравнению с сохранением ископаемого топлива — независимо от использования EGS. При учёте социальных издержек, связанных с загрязнением воздуха и изменением климата, общая экономия достигает 90 %. При этом добавление EGS в энергосистему практически не меняет её общей стоимости, что опровергает аргументы о необходимости дорогостоящего резервного питания для ветра и солнца.

Постоянная доступность энергии EGS также открывает перспективы для питания автономных центров обработки данных, число которых в мире постоянно растёт.

Перспективы, вызовы и преимущества перед атомной энергетикой

Несмотря на потенциал, технология EGS сталкивается с неопределённостью в стоимости, хотя, по прогнозам Министерства энергетики США, она может значительно снизиться к 2035 году. Первая крупная электростанция EGS в США мощностью 2 гигаватта была одобрена к строительству в Юте лишь в октябре 2024 года.

«Благодаря улучшению скорости бурения стоимость EGS быстро снижается, — отмечает Марк Джейкобсон. — Эти скорости позволяют быстро завершать проекты EGS, в отличие от атомной энергетики, которая требует от 12 до 23 лет от планирования до ввода в эксплуатацию по всему миру. Кроме того, в отличие от атомной энергетики, EGS не несёт риска распространения оружия, расплавления активной зоны, утечек радиоактивных отходов или риска рака лёгких при подземной добыче урана».

По оценкам исследования, полный переход на возобновляемую энергетику с использованием EGS создаст в мире 24 миллиона чистых новых рабочих мест в долгосрочной перспективе. Это немного меньше, чем 28 миллионов рабочих мест в сценарии без EGS, что связано со снижением потребности в строительстве ветряных, солнечных и аккумуляторных мощностей.