Global trends in the development of geothermal energy. Part 2.The latest technology is a basis for the development of geothermal energy
This article discusses the state of geothermal energy in the world. Up to now, geothermal resources have been identified almost in 90 countries, and, in more than 80 countries, they are used and there is a tendency to expand world territories using the heat of the Earth depths. The main growth is ex...
Gespeichert in:
| Datum: | 2019 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainisch |
| Veröffentlicht: |
General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine
2019
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/705 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | System Research in Energy |
| Завантажити файл: |  |
Institution
System Research in Energy| _version_ | 1871104214219882496 |
|---|---|
| author | Shurchkova |
| author_facet | Shurchkova |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "Shurchkova ",
"institution": null
}
] |
| author_sort | Shurchkova |
| baseUrl_str | https://systemre.org/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-18T12:57:45Z |
| description | This article discusses the state of geothermal energy in the world. Up to now, geothermal resources have been identified almost in 90 countries, and, in more than 80 countries, they are used and there is a tendency to expand world territories using the heat of the Earth depths. The main growth is expected in the Asia-Pacific region, mainly in Indonesia, East African rift valley, Central and South America, as well as in the United States, Japan, and New Zealand. China, Hungary, Mexico, Iceland, and New Zealand are intensely developing their geothermal energy programs. A series of potential facilities is being developed in South Australia. According to data of the International Energy Agency, the share of geothermal energy in the total energy balance of the world is about 0.3 percent, with the prospect of growth up to 0.5 percent by 2030.The development of geothermal energy is determined by the creation of new technologies for the use of low-potential underground fluids and technologies for the application of high-grade heat carriers in the form of hot rocks and magma. Among the innovative solutions, which in the future can be widely used, we should mention projects for creating hybrid plants operating on geothermal sources in combination with other alternative sources.There exists a tendency to increase investment in the scientific-research and experimental-industrial works as wellas in the creation of regional programs for the development of renewable energy sources, which allows us to predict a reduction of the prime cost of technologies,  the risks of their implementation, and increase in the competitiveness of geothermal energyThe main problems that restrain the widespread use of geothermal energy lie in the fact that cost-efficient high-potential resources are geographically distributed in a limited number of regions and are not always readily available; geothermal projects have high risks, long terms of their implementation and require significant investments; in most developing countries and in countries of Central and Eastern Europe, there are no legally established methods for assessing geothermal resources, and environmental issues have not been resolved.The promotion of geothermal energy, research coordination, and advance of geothermal programs and projects are carried out by the International Geothermal Community in the form of the World Geothermal Congress, the International Geothermal Association, the European Geothermal Congress, the European Council on Geothermal Energy, and the European Geothermal Energy Company. |
| doi_str_mv | 10.15407/pge2019.01.031 |
| first_indexed | 2026-03-24T02:02:40Z |
| format | Article |
| fulltext |
31
Мировые тенденции в развитии геотермальной энергетики. Часть 2.
Новейшие технологии – основа развития геотермальной энергетики
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2019, issue 1(56)
ISSN 2522-4344 (Online), ISSN 1562-8965 (Print). The problems of general energy, 2019, 1(56): 31–37
doi: https://doi.org/10.15407/pge2019.01.031
В связи с экономическими, политическими,
социальными и экологическими проблемами
многие страны в мире сталкиваются с необхо-
димостью развивать возобновляемые источни-
ки энергии, в том числе, геотермальную энер-
гетику. По данным Международного энергети-
ческого агентства, доля геотермальной энер-
гетики в общем энергетическом балансе мира
составляет около 0,3% с перспективой роста
до 0,5% к 2030 г. [1]. По сравнению с другими
возобновляемыми источниками энергии, объ-
емы геотермальной энергетики также малы –
около 0,5%. Несмотря на кажущуюся доступ-
ность этих ресурсов, широкое их использова-
ние требует целого ряда сложных решений.
Сегодня геотермальные ресурсы иденти-
фицированы почти в 90 странах и более чем
в 80 странах они используются. Из трех воз-
можных носителей геотермальной энергии –
подземные флюиды, раскаленные скальные
породы и расплавленная магма – в настоящее
время практическое распространение полу-
чило использование нагретых подземных вод,
которые содержатся в пластах горных пород,
образуя т.н. гидротермальную оболочку, зале-
гающую на различных глубинах по всему зем-
ному шару. Этот вид энергии имеет целый ряд
существенных преимуществ, по сравнению с
традиционными энергоносителями, такие как
возобновляемость, стабильность и длительная
надежность базовой нагрузки, относительно
низкая стоимость, экологичность. Но она имеет
и ряд существенных проблем. Ресурсы, доступ-
ные для производства электроэнергии в виде
перегретого пара или воды распространены на
ограниченной поверхности планеты и геогра-
фически не всегда удобны для использования.
Высоки риски геотермальных проектов, осо-
бенно на стадии геологоразведки. Многие пре-
имущества геотермальной энергии имеют свои
ограничения, как, например, максимльная мощ-
ность геотермальной установки ограничена те-
плопроизводительностью подземного резерву-
ара. Возобновляемый характер геотермальной
энергии не является безусловным, поскольку
способность подземного резервуара восстанав-
ливаться может быть нарушена в результате ви-
соких и неконтролируемых объемов отбора те-
плоносителя. На работу ГеоЭС могут повлиять
естественные изменения в земной коре. В связи
с неоднородностью геотермального потенциа-
ла по регионам мира, возникла необходимость
создания большого количества технологий ис-
пользования геотермальной энергии (табл. 1),
что затрудняет и удорожает предварительный
выбор технологических решений [2].
Производство электроэнергии. Электро-
энергию из геотермальных источников начали
производить в начале 20-го столетия, когда в
Италии в 1913 г. была запущена в эксплуата-
цию геотермальная электростанция мощно-
стью 250 кВт. Первая крупная геотермальная
электростанция мощностью 160 МВт была
построена в 1950 г. в Новой Зеландии. Созда-
ние промышленных ГеоЭС началось с 1973 г.
в Мексике. В 2016 г. установленные мощно-
УДК 620.9:621.311. Ю.А. ШУРЧКОВА, д-р техн. наук, проф. Институт общей энергетики НАН Украины,
ул. Антоновича, 172, г. Киев, 03150, Украина
МИРОВЫЕ ТЕНДЕНЦИИ В РАЗВИТИИ ГЕОТЕРМАЛЬНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ. ЧАСТЬ 2.
НОВЕЙШИЕ ТЕХНОЛОГИИ – ОСНОВА РАЗВИТИЯ ГЕОТЕРМАЛЬНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ
В статье рассматривается состояние геотермальной энергетики в мире. По мне-
нию автора, основными тенденциями развития геотермальной энергетики является
разработка новейших технологий использования низкопотенциальных подземных
флюидов и технологий использования высокопотенциальных носителей теплоты
в виде раскаленных скальных пород и магмы. Анализируются проблемы, которые
сдерживают более широкое использование геотермальной энергии.
К л ю ч е в ы е с л о в а : геотермальная, энергетика, проблемы, технологии, эко-
логия, конкурентоспособность.
© Ю.А. ШУРЧКОВА, 2019
32
Ю.А. ШУРЧКОВА
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2019, issue 1(56)
сти геотермальных электростанций состави-
ли около 12,6 МВт, которые произвели более
73,6 ГВт·ч в год в 26 странах мира [3].
Основной прирост в суммарной установ-
ленной мощности в последние годы происхо-
дит, в основном, за счёт развития бинарных
геотермальных технологий. В настоящее время
существуют три схемы производства электро-
энергии с использованием гидротермальных
ресурсов: прямая – с использованием сухого
пара, непрямая – с использованием пара и пе-
регретой воды и смешанная – бинарный цикл.
Преимущество бинарных установок состоит в
том, что они позволяют обеспечить электро-
энергией регионы, имеющие низкотемператур-
ные геотермальные ресурсы, а также повы-
сить мощности действующих ГеоЭС, работа-
ющих на высокотемпературном геотермальном
теплоносителе, без бурения дополнительных
скважин [4].
Создатели компании «Raser Technologies»
(США) считают, что широкое использование
бинарных технологий в перспективе позволит
географически расширить применение геотер-
мальной энергии и сделать ее экономически
рентабельной. По словам президента компа-
нии Крейга Хиггинсона использование новых
технологий позволяет им использовать воду с
гораздо более низкими температурами: «У нас
появилась возможность вырабатывать электри-
чество из воды, температура которой чуть те-
плее температуры вашей чашки кофе. Это ради-
кально изменяет всю динамику геотермальной
отрасли» [5]. Они считают, что самыми распро-
страненными производителями геотермальной
электроэнергии будут электростанции с бинар-
ным циклом.
В настоящее время в США, Франции, Гер-
мании, Великобритании, Японии, Австралии
интенсивно развивается направление по ис-
пользованию теплоты сухих нагретых горных
пород, которые распространены практически
повсеместно и потенциал которых примерно
в 100 раз больше теплового потенциала гидро-
термальных систем. В рамках этого направ-
ления создаются новые технологии, которые
в будущем, возможно, во многом решат про-
блему энергообеспечения населения Земли.
Так, например, компания Ormat (Израиль) со-
общила о завершении наладочных работ сква-
жины, работающей по принципиально новой
технологии: вода закачивается под давлением
в горячие сухие скальные породы, полученный
пар поднимается на поверхность и поступает
на турбину, генерируя энергию. Особенностью
проекта является то, что в скважину закачивали
воду геотермального источника под давлением
5500–6900 кПа. При этом раскаленная порода
поддается значительному разрушению, в ре-
зультате чего, в нее можно закачать максималь-
но возможное количество воды. Технология и
проект получили рабочее название Desert Peak.
Директор компании Ormat Пол Томпсон уверен,
что при создании комплексного проекта, вклю-
чающего в себя сотни или даже тысячи анало-
гичных инновационных скважин, произойдет
переломный момент в сфере геотермальной
энергетики. В настоящее время ведутся иссле-
дования, насколько эффективна инновационная
технология в реальных условиях [6].
Внимание исследователей все чаще обраща-
ется к такому источнику теплоты, как магма.
Идея использования теплоты расплавленной
магмы была выдвинута в 1975 г. сотрудника-
ми американской лаборатории «Сандия». Там
же, в 1984–1985 гг. были проведены натур-
ные эксперименты на скважинах с температу-
рой около 1000оС. (Dunn J.C.Magma energy for
power generation // Report for EPRI Meeting on
Mai 22,1987 a palo Alto, USA). В начале 80-х г.
в России был разработан проект по использо-
ванию тепла вулкана Авачинская сопка близ
Петропавловска-Камчатского. Теплоту магма-
тического очага, который находится на глуби-
не около 3 км, предполагалось извлекать через
скважину в приочаговой зоне путем закачки в
Таблица 1. Технологии использования геотермальной энергии
Энергетический
потенциал источника
геотермальной
энергии
Глубина
скважины, м Температура, оС Вид используемой
энергии
Технология использования
геотермальной энергии
Очень низкий до 100 0 – 30 отопление тепловой насос
Низкий 1000 –3000 50 – 90 отопление отопление и кондиционирование
Средний 500 – 1500 90 – 150 электроэнергия бинарный цикл/ТЭЦ
Высокий 500 – 1500 150 – 350 электроэнергия паротурбинная установка
Очень высокий более 3000 более 200 электроэнергия геотермальные системы
33
Мировые тенденции в развитии геотермальной энергетики. Часть 2.
Новейшие технологии – основа развития геотермальной энергетики
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2019, issue 1(56)
нее воды. В 2009 г. группа австралийских ис-
следователей, проводивших эксперименталь-
ное бурение в поисках геотермальных ресур-
сов, достигла расплавленной магмы всего на
глубине 2,1 км. Хотя практического использо-
вания эти опыты пока не нашли, но ученые по-
лучили весьма многообещающие результаты.
К инновационным решениям, которые в
перспективе могут найти широкое приме-
нение, можно отнести проекты по созданию
гибридных установок, работающих на гео-
термальных источниках в сочетании с дру-
гими альтернативными источниками. Первые
солнечные фотоэлектрические и тепловые
геотермальные установки были реализова-
ны в Неваде, в Стиллуотере, где геотермаль-
ная установка 48 МВт работает в сочетании с
26 МВт солнечных панелей.
Электроэнергия из геотермальных источни-
ков производится в 26 странах мира (табл. 2).
Таблица 2. Страны, производящие
электроэнергию на основе
геотермальных ресурсов
Страна
Установлен-
ная
мощность,
МВт
Страна
Установлен-
ная
мощность,
МВт
США 3093 Гватемала 33,4
Филиппины 1904 Россия 79
Индонезия 1197 Китай 28
Мексика 953 Турция 20,4
Италия 843 Франция 15
Новая
Зеландия 628 Португалия 16
Исландия 575 Папуа
Новая 6
Япония 536 Тайланд 0,3
Сальвадор 204 Эфиопия 7
Кения 167 Австрия 1
Коста-Рика 166 Австралия 0,2
Никарагуа 77 Германия 0,2
В левой части таблицы представлены круп-
нейшие производители электроэнергии. Ли-
дерами являются США, Филиппины, Мекси-
ка, Индонезия, Новая Зеландия. Необходимо
подчеркнуть, что все эти страны расположены
в областях современного вулканизма, в преде-
лах «Огненного Кольца», где теплоноситель
имеет высокие параметры, доступен на по-
верхности Земли, где расходы на сооружение
ГеоТЭС минимальны и себестоимость энер-
гии конкурентоспособна на рынке энергоно-
сителей.
Согласно докладу «Возобновляемые ис-
точники энергии», подготовленному организа-
цией REN21 (GlobalStatusReport «Renewables
2015»), «За период 2010–2015 гг. установлен-
ная мощность ГеоЭС в мире увеличилась на
16% и в 2014 г. составляла 12,6 ГВт. В общей
сложности было произведено около 147 ТВт·ч
в год электроэнергии. В 2015 г. было введено
в эксплуатацию около 315 МВт геотермальной
электрической генерации, увеличив глобаль-
ную установленную мощность до 13,2 ГВт. В
течение года геотермальные электростанции
произвели 74 ТВт·ч электроэнергии».
Рис. 1. Увеличение установленной мощности
электрических геотермальных станций
в мире, 1995–2020 гг.
По прогнозам Международного Геотермаль-
ного Агентства (IGA) к 2020 г. установленная
мощность геотермальных электростанций до-
стигнет 21 ГВт (рис. 1) [7].
Прослеживаются основные тенденции раз-
вития отрасли – это развитие бинарных техно-
логий, совершенствование конструкций геотер-
мальных турбин, рост инвестиций в развитие
отрасли и расширение регионов использования
геотермальной энергии.
Прямое использование геотермальной энер-
гии. Первая геотермальная система теплоснаб-
жения была создана в 1892 г. в США, Айдахо. В
1910 г. в Италии начала работать система тепло-
снабжения для промышленных предприятий, жи-
лых зданий и оранжерей. Через 105 лет, в 2015 г.
прямое использование геотермальной энергии
осуществлялось в 82 странах мира. Стремитель-
ное распространение тепловых геотермальных
станций наблюдалось последние 20 лет: в 1995 г.
их имели 28 стран, в 2000 г. – 58, в 2005 г. – 72, в
2010 г. – 78, в 2015 г. – 82. Динамика роста уста-
новленных мощностей в период с 1995 по 2015 г.
показана на рис. 2 [8] .
34
Ю.А. ШУРЧКОВА
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2019, issue 1(56)
Рис. 2. Увеличение установленной
мощности тепловых геотермальных
станций в мире, 1995–2015 гг.
За период с 2010 по 2015 г. объем установ-
ленных мощностей увеличился почти на 45%,
а производство теплоты увеличилось на 6,8%
в год. На прямое использование геотермальной
теплоты в 82 странах мира приходится 85% об-
щей мощности мировой геотермальной энерге-
тики. Лидерами по объемам использования яв-
ляются США, Европа, Китай, Турция, Япония,
на которые приходится 63,6% мирового исполь-
зования. Наибольшее процентное увеличение
установленной мощности (МВт) за этот период
было в Таиланде, Египте, Южной Корее и Мон-
голии. Удельное потребление теплоты на душу
населения приходится на небольшие страны,
особенно страны Северной Европы: Исландия,
Швеция, Финляндия, Норвегия и Швейцария,
Новая Зеландия.
Основной суммарный прирост тепловых
установленных мощностей в мире в последние
годы осуществляется за счёт использования
геотермальных тепловых насосов различных
систем и конструкций, в том числе геотермаль-
ных зондов – вертикальной разновидности
геотермального насоса, для которого пробури-
ваются пара или больше параллельных шур-
фов, что обеспечивает минимум занимаемых
площадей. Геотермальные тепловые насосы
обеспечивают наибольшее энергопотребление
и установленные мощности во всем мире: бо-
лее 70% от общих установленных мощностей
и более 55% годового потребления энергии. По
объемам установленных мощностей тепловых
насосов лидируют пять стран: США, Китай,
Швеция, Германия и Франция. На долю Гер-
мании приходится 65,8% мировых мощностей.
Наибольшее количество теплонасосных уста-
новок находится в Северной Америке, Европе
и Китае. Но с каждым годом количество стран,
наращивающих тепловые мощности, увеличи-
вается и растет количество установленных те-
пловых насосов. В 2015 г. оно составляло при-
мерно 4,16 млн единиц в пересчете на 12 кВт
установки (типичные для США и Западной Ев-
ропы). Это на 51% больше по сравнению с 2010
г. и более чем в три раза по сравнению с 2005 г.
Мощность используемых установок колеблет-
ся от 5,5 кВт для жилого сектора до 150 кВт для
коммерческих и промышленных предприятий.
По оценкам [8], тепловая геотермальная
энергия используется следующим образом:
около 55,3% – в сочетании с геотермальными
тепловыми насосами, 20,3% – для купания и
плавания (включая бальнеологию), 15,0% – для
обогрева помещений (из них 89% для центра-
лизованного теплоснабжения), 4,5% – для те-
плиц и подогрева открытого грунта, 2,0% – для
аквакультуры и обогрева дорожного покрытия,
1,8% – в промышленных технологических про-
цессах, 0,4% – для таяния и производства сне-
га, 0,4% – для сушки в сельском хозяйстве и
0,3% – для других целей.
Прямое использование геотермальной энер-
гии наиболее широко используется для обогре-
ва помещений, что позволяет заменять в стра-
нах, развивающих геотермальное теплоснабже-
ние, значительную часть ископаемых топлив.
Установленная мощность на отопление состав-
ляет 7556 МВт, а годовое потребление энергии
88222 ГДж/год. В 28 странах энергия использу-
ется для централизованного теплоснабжении.
Лидерами в области централизованного тепло-
снабжения по годовому потреблению энергии
являются: Китай, Исландия, Франция и Герма-
ния. Турция, США, Италия, Словакия и Россия
являются основными пользователями индиви-
дуального отопления. В Европе насчитывается
более 5000 систем централизованного тепло-
снабжения, а доля рынка централизованного
теплоснабжения составляет около 10% общего
отопительного рынка. В Исландии более 90%
теплоснабжения основано на геотермальном
тепле. В Рейкьявике 99% потребностей города
в тепле обеспечиваются за счет геотермально-
го тепла. В Швеции 95% домохозяйств обору-
дованы экономичными тепловыми насосами.
Страны Восточной и Центральной Европы –
Венгрия, Польша, Словакия, Словения, Чехия
и Румыния – также активно включаются в соз-
дание геотермальных систем централизованно-
го теплоснабжения. Развитию геотермального
централизованного теплоснабжения способ-
ствует Проект GeoDH, который направлен на
преодоление в том числе нетехнических, ор-
ганизационных барьеров в процессе создания
геотермальных объектов.
Для промышленных технологических про-
цессов геотермальная теплота используется в
35
Мировые тенденции в развитии геотермальной энергетики. Часть 2.
Новейшие технологии – основа развития геотермальной энергетики
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2019, issue 1(56)
15 странах мира. Это, как правило, энергоем-
кие производства с круглогодичным потребле-
нием, такие, как бетон (Гватемала и Словения),
бутилированные воды и газированные напитки
(Болгария, Сербия и США), пастеризация мо-
лока (Румыния и Новая Зеландия), кожевен-
ная промышленность (Сербия и Словения),
химическая добыча (Болгария, Польша и Рос-
сия), извлечение углекислоты (Исландия и Тур-
ция), переработка целлюлозы и бумаги (Новая
Зеландия), добыча йода и соли (Вьетнам), про-
изводство боратов и борной кислоты (Италия).
Установленная мощность составляет 610 МВт,
а годовое потребление энергии составляет
10453 ТДж/год. Из-за почти круглогодичной
эксплуатации использование тепла для про-
мышленных процессов имеет один из самых
высоких коэффициентов использования.
Прямое использование геотермальной энер-
гии обеспечивает значительный вклад в энерге-
тические потребности, как развитых, так и раз-
вивающихся стран. В 2015 г. экономия энергии
составляла 52,5 млн т эквивалентной нефти в
год, предотвращая выброс углекислого газа в
объеме 46 млн т, по сравнению с использовани-
ем мазута для выработки электроэнергии.
Проблемы геотермальной энергетики. Низ-
кий уровень использования геотермальной
энергии, несмотря на ее очевидные и убеди-
тельные преимущества, определяется целым
рядом нерешенных проблем.
1. Экономически выгодные высокопотенци-
альные ресурсы географически распростране-
ны в ограниченном количестве регионов и не
всегда легкодоступны. Средне- и низкопотен-
циальные геотермальные ресурсы доступны
практически повсеместно, но требуют либо до-
рогостоящего глубинного бурения, либо боль-
ших площадей под неглубокие скважины в
большом количестве.
2. С точки зрения инвесторов, геотермаль-
ные проекты имеют высокие риски. Необходи-
мы значительные инвестиции для того, чтобы
убедиться, обладает ли геотермальный объект
достаточным потенциалом для возмещения за-
трат. Как отмечается в [9], «это связано с гео-
лого-геотермической неопределенностью гео-
термальных бассейнов, малой достоверностью
информации по глубине и площади залегания
термоводоносных горизонтов, их температуре,
мощности, проницаемости, пластовым давле-
ниям, минерализации и др.». Главные риски
относятся к стадии геологоразведки, к испыта-
тельному и тестовому бурению. Только проб-
ное бурение может составлять до 15% от общей
стоимости проекта. На этом этапе определяют-
ся основные характеристики и эксплуатацион-
ные качества проектируемой геотермальной
установки, издержки производства и порядок
инвестиций в строительство геотермальной
системы. Сочетание экономически выгодных
параметров системы, полученных в результате
проведенных исследований, позволяет оценить
целесообразность планирования и дальнейше-
го освоения геотермального месторождения.
3. При разработке и освоении геотермаль-
ных месторождений серьезным препятствием
является отсутствие в большинстве развива-
ющихся стран, в странах Центральной и Вос-
точной Европы узаконенных методик оценки
геотермальных ресурсов, оценки тепловой и
температурной продуктивности геотермаль-
ных водоносных пластов, а также отсутствие
законодательства освоения геотермальных ре-
сурсов, без чего невозможно эффективное про-
гнозирование, планирование и освоение гео-
термальных месторождений.
4. Крупные проекты создания геотермаль-
ных систем обычно занимает от 5 до 10 лет.
В связи с длительным циклом разработки та-
ких проектов, они должен быть частью долго-
срочной энергетической стратегии. Поддерж-
ка разработки геотермального проекта должна
содержать такие элементы, как официальная
информация для потенциальных разработчиков
о геотермальных ресурсах, о ресурсах подзем-
ных (грунтовых) вод, об основных геологиче-
ских характеристиках региона. Важна правовая
основа для использования геотермальных ре-
сурсов и поддерживающая политика для при-
влечения частных инвесторов.
5. Ключевым элементом успешного разви-
тия геотермальной энергетики является нали-
чие достаточного капитала, требуется активное
участие как государственного, так и частного
секторов экономики. Как показывает мировая
практика, опора только на коммерческий ка-
питал для развития геотермальной энергетики
редко бывает жизнеспособной даже на рынках
развитых стран.
6. Для решения проблем широкомасштабно-
го использования геотермальных ресурсов не-
обходимо проведение большого комплекса на-
учно-исследовательских работ на стыке наук:
геологии, теплофизики, термодинамики, те-
плоэнергетики. Необходимо глубокое изучение
процессов тепломассопереноса при движении
флюида в подземных проницаемых слоях, ги-
дродинамики геотермальных циркуляционных
систем, эксплуатационных характеристик ре-
альных процессов преобразования.
7. Серьезной проблемой являются экологи-
ческие аспекты развития геотермальной энер-
гетики. Термальные воды во многих случаях
36
Ю.А. ШУРЧКОВА
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2019, issue 1(56)
имеют высокую минерализацию и содержат
загрязняющие атмосферу газы, что приводит
к дополнительным затратам на защиту от кор-
розионных разрушений оборудования геотер-
мальных станций и очистки выхлопных газов,
на утилизацию отработанных флюидов. При
бурении скважин возможно нарушение и за-
грязнение грунтовых вод, нарушение припо-
верхностного окружающего покрова.
Заключение. Общей тенденцией развития
геотермальной энергетики является расшире-
ние мировых территорий, использующих тепло
Земных недр. Эксперты считают, что основ-
ной прирост территорий будет происходить в
Азиатско-Тихоокеанском регионе, главным об-
разом в Индонезии, в Восточно-Африканской
рифтовой долине, Центральной и Южной Аме-
рике, а также в Соединенных Штатах, Японии,
Новой Зеландии. Интенсивно развивают свои
программы в области геотермальной энергети-
ки Китай, Венгрия, Мексика, Исландия и Новая
Зеландия. Ряд потенциальных объектов разра-
батывается в Южной Африке.
Увеличение объемов установленных мощ-
ностей, как электрических, так и тепловых,
наблюдается как в традиционных регионах
за счет расширения существующих и стро-
ительства новых объектов, так и за счет про-
движения в регионы с низкопотенциальными
геотермальными ресурсами. Группа экспертов
из Всемирной ассоциации по вопросам гео-
термальной энергии, которая провела оценку
запасов низко- и высокотемпературной гео-
термальной энергии для каждого континента,
получила следующие данные по потенциалу
различных типов геотермальных источников
нашей планеты. Общая картина представляет-
ся, как показано в табл. 3.
Рост объемов установленных мощностей
как электрических, так и тепловых, обуслов-
лен, прежде всего, распространением техно-
логий использования низкопотенциальных
ресурсов. Во многих странах ведутся работы
по совершенствованию оборудования для би-
нарных технологий и тепловых насосов с це-
лью повышения их конкурентоспособности.
Большое внимание уделяется также вопросам
удешевления процесса бурения скважин. Даль-
несрочный прогноз – на 2050 г. – предполагает
увеличение объемов установленных электриче-
ских мощностей до 70 ГВт, что составит 8% от
общего объема производства электроэнергии и
позволит обеспечить электроэнергией 17% на-
селения Земли.
Но появляются мнения, что возможности
повышения эффективности использования ги-
дротермальных ресурсов будут исчерпаны в
ближайшее время. Поэтому, представляется,
что сегодня одной из первоочередных задач
геотермальной энергетики является разработка
прорывных, конкурентоспособных технологий
для освоения теплоты нагретых скальных по-
род, где будут значительно более низкие риски
при планировании и освоении месторождений,
а потенциал их многократно превышает запасы
теплоты термальных вод.
Большое значение в развитии геотермаль-
ной энергетики имеют национальные про-
граммы развития отрасли, научно-исследо-
вательские и опытно-конструкторские разра-
ботки в этой области, стремление государств
обеспечить соответствующие законодатель-
ные и нормативные базы, где устанавливается
правовая, экономическая и организационная
основа использования возобновляемых источ-
ников энергии.
Таблица 3. Использование геотермальных источников разного типа
для производства электроэнергии и теплоты по регионам мира
Континент
Тип геотермального источника:
высокотемпературный, используемый для производства
электроэнергии, ТДж/год низкотемпературный,
используемый в виде теплоты,
ТДж/год (нижняя граница)традиционные
технологии
традиционные и бинарные
технологии
Европа 1830 3700 >370
Азия 2970 5900 >320
Африка 1220 2400 >240
Северная Америка 1330 2700 >120
Латинская Америка 2800 5600 >240
Океания 1050 2100 >110
Мировой потенциал 11200 22400 >1400
37
Мировые тенденции в развитии геотермальной энергетики. Часть 2.
Новейшие технологии – основа развития геотермальной энергетики
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2019, issue 1(56)
Наблюдается тенденция увеличения инве-
стиций в научно-исследовательские и опыт-
но-промышленные разработки, в создание
региональных программ развития возобнов-
ляемых источников энергии, что позволя-
ет прогнозировать снижение себестоимости
технологий, рисков их реализации и повы-
шение конкурентоспособности геотермаль-
ной энергетики. По данным [10], общие ин-
вестиции в геотермальные проекты на 2010–
2014 г. составили: в геотермальную энерге-
тику 49 стран были инвестированы примерно
20 млрд долл. США, что в два раза превыси-
ло объем 2005–2009 г. для 46 стран. Средний
показатель составлял 407 млн долл. США на
страну. Категории инвестиций: 28,3% – для
производства электроэнергии в 16 странах,
21,8% – для прямого использования в 32 стра-
нах, 25,6% – для разработки месторождений,
включая бурение и наземное оборудование
в 32 странах, 24,4% – для НИОКР, включая
разведочное и пробное бурение в 48 странах.
Инвестиции по регионам: 10,8% в Африке
– 2 страны (2 160 млрд долл. США); 13,4%
в Северной и Южной Америке – 9 стран
(2,669 млрд долл. США); 44,0% в Азии –
9 стран (8 765 млрд долл. США); 19,9% в Евро-
пе – 27 стран (3 953 млрд долл. США); 11,9% в
Океании в 2 странах (2 375 млрд долл. США).
Согласно докладу Массачусетского техноло-
гического института, посвященного дальней-
шим перспективам геотермальной энергетики,
к 2050 г. при помощи ее будет вырабатываться
до 100 ГВт·ч. энергии только в США. Однако,
для этого необходимо финансирование про-
граммы развития геотермальной энергетики
в размере 1 млд долл. США в течении 15 лет.
Для популяризации геотермальной энерге-
тики, координации исследований и по продви-
жению геотермальных программ и проектов
прилагает большие усилия Международное
геотермальное сообщество в виде Всемирно-
го геотермального конгресса, Международной
геотермальной ассоциации, Европейского гео-
термального конгресса, Европейского совета
по геотермальной энергетике, Европейской ге-
отермальной энергетической компании.
1. World Energy Outlook. Explore WEO 2018. URL:
https://www.iea.org/topics/renewables/geothermal/
(Last accessed: 15.01.2019).
2. Геотермальная энергетика: мировые тенденции
и российские перспективы. URL: http://www.
cleandex.ru/articles/2016/05/20/geotherm_energy_
world_tendency_russian_prospects (Last accessed:
17.12.2018).
3. Ruggero Bertani, Geothermal Power Generation in
the World 2010-2014 Update Report. URL:https://
pangea.stanford.edu (Last accessed: 25.12.2018).
4. Томаров Г.В., Никольский А.И., Семёнов В.Н.,
Шипков А.А. Геотермальная энергетика: справ.-
метод. изд. Под ред. П.П. Безруких. М.: Интерэ-
нергоИздат, Теплоэнергетик, 2015. 304 с.
5. Геотермальная энергия: новые технологии США.
2009. URL: https://www.golos-ameriki.ru/a/a-33-
2009-04-14-voa16/646050.html (Last accessed:
01.02.2019).
6. Инновационные технологии в геотермаль-
ной энергетике. Альтернативная энергети-
ка. Energorus.com. URL: http://energorus.
com/innovacionnye-texnologii-v-geotermalnoj-
energetike/ (Last accessed: 25.01.2019).
7. Развитие геотермальной энергетики в мире.
Международное геотермальное агентство (IGA).
URL: https://www.geothermal-energy.org/ (Last
accessed: 23.01.2019).
8. Direct Utilization of Geothermal Energy 2015
Worldwide Review. John W. Lund and Tonya
L. Boyd Geo-Heat Center, Oregon Institute of
Technology, Klamath Falls, OR 97601, USA, retired
9. Богуславский Э.И. Освоение тепловой энергии
недр. М.: Спутник+, 2018. 448 с.
10. World Geothermal Congress, 2015, Melbourne,
Australia, International Geothermal Association.
URL: https://www.geothermal-energy.org/.../
world-geothermal-co (Last accessed: 30.01.2019).
Поступила в редколлегию: 11.02.2019
|
| id | systemreorg-article-705 |
| institution | System Research in Energy |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-19T01:20:32Z |
| publishDate | 2019 |
| publisher | General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | systemreorg/37/bd4cc29aa20770168b922d3af87a0c37.pdf |
| spelling | systemreorg-article-7052026-07-18T12:57:45Z Global trends in the development of geothermal energy. Part 2.The latest technology is a basis for the development of geothermal energy Світові тенденції в розвитку геотермальної енергетики. Частина 2. Найновіші технології – основа розвитку геотермальної енергетики Shurchkova geothermal energy, problems technologies, ecology, competitiveness. геотермальна, енергетика, проблеми, технології, екологія, конкурентоспроможність. This article discusses the state of geothermal energy in the world. Up to now, geothermal resources have been identified almost in 90 countries, and, in more than 80 countries, they are used and there is a tendency to expand world territories using the heat of the Earth depths. The main growth is expected in the Asia-Pacific region, mainly in Indonesia, East African rift valley, Central and South America, as well as in the United States, Japan, and New Zealand. China, Hungary, Mexico, Iceland, and New Zealand are intensely developing their geothermal energy programs. A series of potential facilities is being developed in South Australia. According to data of the International Energy Agency, the share of geothermal energy in the total energy balance of the world is about 0.3 percent, with the prospect of growth up to 0.5 percent by 2030.The development of geothermal energy is determined by the creation of new technologies for the use of low-potential underground fluids and technologies for the application of high-grade heat carriers in the form of hot rocks and magma. Among the innovative solutions, which in the future can be widely used, we should mention projects for creating hybrid plants operating on geothermal sources in combination with other alternative sources.There exists a tendency to increase investment in the scientific-research and experimental-industrial works as wellas in the creation of regional programs for the development of renewable energy sources, which allows us to predict a reduction of the prime cost of technologies,  the risks of their implementation, and increase in the competitiveness of geothermal energyThe main problems that restrain the widespread use of geothermal energy lie in the fact that cost-efficient high-potential resources are geographically distributed in a limited number of regions and are not always readily available; geothermal projects have high risks, long terms of their implementation and require significant investments; in most developing countries and in countries of Central and Eastern Europe, there are no legally established methods for assessing geothermal resources, and environmental issues have not been resolved.The promotion of geothermal energy, research coordination, and advance of geothermal programs and projects are carried out by the International Geothermal Community in the form of the World Geothermal Congress, the International Geothermal Association, the European Geothermal Congress, the European Council on Geothermal Energy, and the European Geothermal Energy Company. Розглянуто стан геотермальної енергетики в світі. Сьогодні геотермальні ресурси ідентифіковані майже в 90 країнах, більш, ніж в 80 країнах вони використовуються і спостерігається тенденція розширення світових територій, що використовують тепло земних надр. Основний приріст очікується в Азіатсько-Тихоокеанському регіоні, головним чином в Індонезії, в Східно-Африканської рифтової долини, Центральній і Південній Америці, а також в Сполучених Штатах, Японії, Нової Зеландії. Інтенсивно розвивають свої програми в області геотермальної енергетики Китай, Угорщина, Мексика, Ісландія і Нова Зеландія. Ряд потенційних об’єктів розробляється в Південній Африци. За даними Міжнародного енергетичного агентства частка геотермальної енергетики в загальному енергетичному балансі світу складає близько 0,3% з перспективою росту до 0,5% до 2030 р. Розвиток геотермальної енергетики визначається розробкою новітніх технологій використання низькопотенційних підземних флюїдів і технологій використання високопотенційних носіїв теплоти у вигляді розпечених скельних порід і магми. До інноваційних рішень, які в перспективі можуть знайти широке застосування, можна віднести проекти зі створення гібридних установок, що працюють на геотермальних джерелах в поєднанні з іншими альтернативними джерелами.Спостерігається тенденція збільшення інвестицій в науково-дослідні та дослідно-промислові розробки, в створення регіональних програм розвитку поновлюваних джерел енергії, що дозволяє прогнозувати зниження собівартості технологій, ризиків їх реалізації та підвищення конкурентоспроможності геотермальної енергетикиОсновні проблеми, які стримують широке використання геотермальної енергії: економічно вигідні високопотенціальні ресурси географічно поширені в обмеженій кількості регіонів і не завжди досяжні; геотермальні проекти мають високі ризики, тривалі терміни їх реалізації та вимагають значних інвестицій; в більшості країн, що розвиваються, в країнах Центральної та Східної Європи відсутні узаконені методики оцінки геотермальних ресурсів; невирішені екологічні проблеми.Популяризацією геотермальної енергетики, координацією досліджень і просуванням геотермальних програм і проектів займається Міжнародне геотермальне співтовариство у вигляді Світового геотермального конгресу, Міжнародної геотермальної асоціації, Європейського геотермального конгресу, Європейської ради з геотермальної енергетики, Європейської геотермальної енергетичної компанії. General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine 2019-03-29 Article Article application/pdf https://systemre.org/index.php/journal/article/view/705 10.15407/pge2019.01.031 System Research in Energy; No. 1 (56) (2019): The Problems of General Energy; 31-37 Системні дослідження в енергетиці; № 1 (56) (2019): Проблеми загальної енергетики; 31-37 2786-7102 2786-7633 uk https://systemre.org/index.php/journal/article/view/705/609 Copyright (c) 2019 Shurchkova https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0 |
| spellingShingle | geothermal energy problems technologies ecology competitiveness. Shurchkova Global trends in the development of geothermal energy. Part 2.The latest technology is a basis for the development of geothermal energy |
| title | Global trends in the development of geothermal energy. Part 2.The latest technology is a basis for the development of geothermal energy |
| title_alt | Світові тенденції в розвитку геотермальної енергетики. Частина 2. Найновіші технології – основа розвитку геотермальної енергетики |
| title_full | Global trends in the development of geothermal energy. Part 2.The latest technology is a basis for the development of geothermal energy |
| title_fullStr | Global trends in the development of geothermal energy. Part 2.The latest technology is a basis for the development of geothermal energy |
| title_full_unstemmed | Global trends in the development of geothermal energy. Part 2.The latest technology is a basis for the development of geothermal energy |
| title_short | Global trends in the development of geothermal energy. Part 2.The latest technology is a basis for the development of geothermal energy |
| title_sort | global trends in the development of geothermal energy. part 2.the latest technology is a basis for the development of geothermal energy |
| topic | geothermal energy problems technologies ecology competitiveness. |
| topic_facet | geothermal energy problems technologies ecology competitiveness. геотермальна енергетика проблеми технології екологія конкурентоспроможність. |
| url | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/705 |
| work_keys_str_mv | AT shurchkova globaltrendsinthedevelopmentofgeothermalenergypart2thelatesttechnologyisabasisforthedevelopmentofgeothermalenergy AT shurchkova svítovítendencíívrozvitkugeotermalʹnoíenergetikičastina2najnovíšítehnologííosnovarozvitkugeotermalʹnoíenergetiki |