Немецкая геотермальная энергия: от 1,2 ТВтч до 100 ТВтч к 2050 году?

По сценарию устойчивого развития МЭА, к 2030 году выработка тепловой энергии в мире утроится почти до 300 ТВтч. Это потому, что есть почти неограниченный запас, который может обеспечить питание, отопление и охлаждение. Это также постоянное снабжение, не зависящее от погоды, в отличие от солнца и ветра. Электростанции маленькие и тихие. Для отопления наземные тепловые насосы используют значительно меньше электроэнергии, чем другие технологии. 

Германия не является лидером в геотермальной энергетике, ни в Европе, ни во всем мире, несмотря на то, что она может похвастаться обильными запасами горячей воды под своей поверхностью. И до недавнего времени Германия не стремилась использовать этот огромный потенциал. На долю глубоких геотермальных станций приходится всего лишь 0,1% от общего объема отопления и охлаждения страны. А неглубокие геотермальные установки, обычно устанавливаемые в домах и зданиях, вносят лишь 1,2%.

Вместе с тем в докладах ведущих немецких институтов и учреждений подчеркивается важная роль, которую геотермальная энергия должна играть для того, чтобы страна могла завершить свой переход к Wärmewende, или отоплению. И они ясно показывают, как далеко должна зайти Германия.

От 1,2 ТВтч до 100 ТВтч к 2050 году?

По оценкам Института прикладной геофизики им. Лейбница (LIAG), Германия может увеличить производство глубокой геотермальной энергии с нынешних 1,2 тераватт-часов (ТВтч) климатически нейтрального тепла в год до 100 ТВтч тепла в год к 2050 году. А аналитический центр Agora Energiewende  утверждает, что количество неглубоких геотермальных установок, использующих тепло наземных источников, должно вырасти с 420 000 до 2,5-3 миллионов.

Немецкое агентство по окружающей среде (UBA) рассчитывает сценарии для теплового сектора Германии, которые показывают, что мелкая и глубокая геотермальная энергия покроет примерно половину теплоснабжения страны к 2050 году.

Глубинные геотермальные установки в Германии

В настоящее время в Германии насчитывается 37 глубоководных геотермальных станций и еще 30 находятся на стадии планирования.

В Германии есть три региона с глубокими геотермальными водами: Северогерманский бассейн, верхний Рейнский разлом и бассейн Моласса.

Неглубокие геотермальные установки

Почти вся Германия может похвастаться неглубокими источниками тепла, подходящими для неглубокой геотермальной технологии, которая использует наземные тепловые насосы для повышения температуры, нагревающей дома и здания.

Около 420 000 наземных тепловых насосов обеспечивают отопление зданий в Германии. В шесть-семь раз больше потребуется для достижения амбициозных климатических целей, таких как сокращение ежегодных выбросов парниковых газов в строительном секторе на 70-72 миллиона тонн CO2 к 2030 году.

В Германии Бавария имеет самые обширные геотермальные инвестиции, но штат Бранденбург может похвастаться самым высоким количеством геотермальных тепловых насосов на 100 000 человек: 575.

Современное использование геотермального тепла в Германии

Использование геотермального тепла не является новым явлением ни в Германии, ни в Европе. Термальные воды напрямую снабжают термальные ванны на протяжении тысяч лет. Сегодня многие немецкие бассейны и спа (см. график ниже) либо используют термальные воды напрямую, либо нагреваются косвенно через геотермальные источники.

Развитие геотермального использования тепла в Германии с 1999 по 2016 год
90% отопления Германии по-прежнему производится за счет нефти и газа

Но по большей части Германия все равно топит свои здания нефтью и газом. Почти треть от общего конечного потребления энергии в Германии в 2018 году ушла на отопление помещений и водоснабжение в зданиях.  Выбросы парниковых газов в строительном секторе, которые возникают почти исключительно из–за отопления, составляют до 15 процентов от общего объема выбросов — и почти 30 процентов, включая косвенные выбросы. В настоящее время более 90% отопительных систем Германии работают на нефти и природном газе.

Развитие источников отопления в немецком строительном фонде, 1995 — 2018 гг.
Плюсы и минусы геотермальной энергетики

У геотермальной энергии есть свои плюсы и минусы. С положительной стороны, она практически бесконечна в объеме, а также является очень чистым источником энергии. Электростанции маленькие и тихие. Геотермальные источники генерируют энергию, тепло и охлаждение.

Кроме того, это постоянный источник энергии, в отличие от ветра и солнца, которые зависят от погоды. А наземные тепловые насосы потребляют значительно меньше электроэнергии, чем другие отопительные технологии.

Геотермальная энергия также имеет недостатки, что объясняет ее недостаточное использование в Германии сегодня.  С одной стороны, это не без выбросов.  Подземные жидкости содержат газы, в основном азот и углекислый газ, которые являются парниковыми газами. И есть проблемы безопасности, так как глубокое бурение и гидроразрыв пласта могут вызвать подземные толчки и даже землетрясения. Кроме того, затраты на бурение очень высоки. Типичная теплоэнергетическая геотермальная установка сегодня стоит от 50 до 60 миллионов евро. Планирование и строительство одного завода занимает около шести лет.

Глобальная картина: утроение геотермальной энергии к 2050 году

Геотермальная энергетика имеет глобальное будущее за пределами Германии, и действительно, многие страны значительно опережают ее развитие.  Международное энергетическое агентство (МЭА) прогнозирует, что к 2030 году производство геотермальной энергии во всем мире почти утроится.

Выработка геотермальной энергии в сценарии устойчивого развития, 2000-2030 гг.

В глобальном масштабе развитие геотермальной энергии в США, Индонезии и Филиппинах превосходит развитие геотермальной энергии в большинстве стран Европы. В Европе Турция и Италия лидируют по количеству глубоководных геотермальных станций и установленной мощности (см. графики ниже).

Как Швеция, так и Нидерланды имеют амбициозные программы по расширению использования геотермальных источников. Около пятой части всех зданий в Швеции полагаются на геотермальные тепловые насосы для отопления и охлаждения, что делает её `мировым лидером в использовании неглубоких геотермальных источников. Это покрывает 10 процентов от общего спроса на тепло в стране.

Топ-10 геотермальных стран 2019. Установленная мощность в МВт на конец 2019 года. Всего 15 406 МВт
Количество геотермальных электростанций на страну
Установлено геотермальной энергии в Европе 2012-2018, после EGC 2013, 2016 и 2019, и ожидания к 2025 году

Елизавета Коробкова

Редактор ЭНЕРГОСМИ.РУ