Технологии, изначально созданные для добычи нефти и газа на больших глубинах, неожиданно открыли дорогу к почти универсальному источнику чистой энергии — сверхгорячему теплу недр Земли. Речь идёт об усовершенствованных геотермальных системах (Enhanced Geothermal Systems, EGS), которые, как показывает новое исследование Стэнфордского университета, способны заметно упростить и удешевить переход к возобновляемой энергетике.
Согласно работе, опубликованной в журнале Cell Reports Sustainability, EGS могут снизить потребность в масштабной инфраструктуре солнечных и ветровых электростанций, а также в системах хранения энергии, при этом сохраняя сопоставимую стоимость всей энергосистемы. Бонусом становится резкое сокращение использования земли и отказ от постоянных источников электроэнергии вроде угля и атомных станций.
Усовершенствованные геотермальные системы
Классическая геотермальная энергетика привязана к геологически активным регионам — местам с вулканами и границами тектонических плит, где тепло находится относительно близко к поверхности. EGS снимают это ограничение.
Принцип действия выглядит так: скважины бурят на глубину от трёх до восьми километров, затем в горячие породы закачивают жидкость, которая создаёт микротрещины в камне. Проходя через этот «подземный радиатор», вода нагревается и поднимается обратно на поверхность, где используется для выработки электроэнергии. По сути, это способ «включить» геотермальную станцию почти в любой точке планеты.
Энергетика будущего
Исследователи сравнили сценарии перехода на чистую энергетику — с использованием EGS и без них. Даже при доле всего в 10% от общего объёма вырабатываемой электроэнергии EGS дают ощутимый эффект:
- потребность в наземных ветряных установках снижается на 15%;
- солнечных электростанций — на 12%;
- аккумуляторных хранилищ — сразу на 28%.
Сокращается и «энергетический след» на карте. Общая площадь земли, необходимая для генерации электроэнергии, уменьшается с 0,57% до 0,48% от совокупной территории стран. Для компактных или густонаселённых государств — таких как Сингапур, Тайвань или Южная Корея — это может стать критически важным преимуществом.
Базовая мощность без угля и атома
Один из ключевых аргументов в пользу угля и атомной энергетики — их способность обеспечивать стабильную, круглосуточную подачу электроэнергии. Ветряки и солнечные панели зависят от погоды, а значит, требуют резервов. Однако результаты исследования ставят этот довод под сомнение.
Стоимость энергии в сценариях с EGS и без них оказалась практически одинаковой. Это означает, что добавление «базового» источника энергии не делает систему дороже. Более того, EGS могут напрямую заменить роль угольных и атомных электростанций, обеспечивая постоянную генерацию днём и ночью — без радиоактивных отходов и выбросов.
Экономика, здоровье и климат
Вне зависимости от использования EGS, переход на возобновляемые источники энергии сокращает прямые энергетические затраты примерно на 60% по сравнению с текущей моделью, основанной на ископаемом топливе.
Если же учесть социальные издержки — болезни, связанные с загрязнением воздуха, и последствия изменения климата вроде повышения уровня моря, — общие затраты падают почти на 90%. Иными словами, чистая энергетика выгодна не только экологически, но и экономически.
Энергия для дата-центров и рабочие места
Поскольку EGS обеспечивают стабильную подачу электроэнергии, они особенно привлекательны для автономных дата-центров, число которых быстро растёт по всему миру. Возможность размещать такие объекты вне крупных энергосетей может изменить логику цифровой инфраструктуры.
Переход к полностью возобновляемой энергетике также означает миллионы новых рабочих мест. По оценкам авторов, сценарий с EGS создаёт около 24 миллионов долгосрочных рабочих мест по всему миру. Это чуть меньше, чем в варианте без EGS, но разница объясняется снижением объёмов строительства солнечных, ветровых и аккумуляторных систем.
Несмотря на перспективы, технология ещё развивается. Стоимость EGS пока остаётся неопределённой, хотя Министерство энергетики США прогнозирует её заметное снижение к 2035 году. Первый крупный проект в США — геотермальная станция мощностью 2 ГВт в штате Юта — был одобрен лишь в октябре 2024 года.
«Скорость бурения растёт, и именно это быстро удешевляет EGS, — отмечает руководитель исследования Марк Джейкобсон. — В отличие от атомной энергетики, где путь от планирования до запуска может занимать 12–23 года, геотермальные проекты можно реализовать значительно быстрее. К тому же здесь нет рисков расплавления реактора, проблем с радиоактивными отходами или угроз распространения ядерных технологий».
Усовершенствованные геотермальные системы могут стать недостающим звеном в глобальном энергетическом переходе: стабильным, чистым и почти повсеместно доступным источником энергии. Если прогнозы по удешевлению технологии сбудутся, тепло недр Земли вполне может сыграть ту роль, которую десятилетиями выполняли уголь и атом — но без их тяжёлого наследия.
