Хотя энергия ветра, в отличие от ископаемого топлива, практически неисчерпаема, доступна и более чистая с экологической точки зрения, сооружение ветровых электростанций сопряжено с определенными трудностями технического и экономического характера, замедляющими распространение ветроэнергетики. В частности, непостоянство ветровых потоков создает проблемы надежности производства электроэнергии. Но главное, ветроэнергетика остается одним из наиболее дорогих источников электричества. Средняя стоимость современной крупной ветровой наземной станции составляет около 1 000 долларов/кВт установленной, т. е. максимально возможной (пиковой) мощности. Стоимость возведения морской станции может быть на 35—100 % выше. В эту стоимость не включены потенциальные затраты на интеграцию с энергосистемами и на создание мощностей по аккумуляции энергии. Себестоимость производимой электроэнергии на лучших береговых электростанциях сейчас снизились до 0,03—0,04 долл./кВтч. Снижение средней скорости ветра резко увеличивает себестоимость электроэнергии. Различия электростанций, разброс показателей капитальных затрат и средних показателей скорости ветра приводят к существенным колебаниям себестоимости ветровой энергии в различных странах и регионах: от 0,03 до 0,20 долл./кВтч. Пока на большинстве рынков ветровая энергия неконкурентоспособна, поэтому ситуация смягчается льготными тарифами для этого вида энергетики.

3.3.4. Геотермальная энергетика

Геотермальная энергетика использует для производства электрической энергии энергию, содержащуюся в недрах земли. В вулканических районах вода, циркулирующая в подземных горизонтах, на относительно небольших глубинах перегревается выше температуры кипения и по трещинам поднимается к поверхности, иногда выходя в виде гейзеров. Доступ к подземным теплым водам возможен при помощи бурения скважин.

Более распространены сухие высокотемпературные породы, энергия из которых может быть получена при помощи закачки и последующего отбора из них перегретой воды. Высокие горизонты пород с температурой менее 100 °C распространены и на множестве геологически малоактивных территорий. Геотермальные источники широко используются в энергетике и хозяйстве во многих странах: США, Исландии, Новой Зеландии, Италии, Франции, Литве, Мексике, Никарагуа, Коста-Рике, Филиппинах, Индонезии, Китае, Японии, Кении и других.

Геотермальная энергетика подразделяется на два направления: петротермальная энергетика и гидротермальная энергетика.

Рис. 46. Схема получения геотермальной энергии

Петротермальная энергетика связана с глубинными температурами Земли, средняя скорость повышения которых с глубиной – около 2,5 °C на каждые 100 метров. На глубине 5 км температура составляет примерно 125 °C, а на 10 км – около 250 °C. Добыча тепла производится посредством бурения двух скважин, в одну из которых закачивается вода, которая, нагреваясь, попадает в смежную скважину и выходит в виде пара (рис. 46). Главная проблема данного вида энергетики на сегодня – рентабельность.

Гидротермальная энергетика основана на использовании природных источников перегретых подземных вод, которыми обладают многие вулканические зоны планеты, в том числе Камчатка, Курильские, Японские и Филиппинские острова, обширные территории Кордильер и Анд. Главным достоинством геотермальной энергии является ее практическая неиссякаемость и полная независимость от условий окружающей среды, времени суток и года. Воду или смесь воды и пара в зависимости от их температуры можно направлять для горячего водоснабжения и теплоснабжения, для выработки электроэнергии либо одновременно для этих целей. Высокотемпературное тепло вулканических районов и сухих горных пород предпочтительно использовать для выработки электроэнергии, а непосредственное устройство станции зависит от используемого источника геотермальной энергии.

Большие объемы подземных термальных вод имеются в Дагестане, Северной Осетии, Чечне, Ингушетии, Кабардино-Балкарии, Закавказье, Ставропольском и Краснодарском краях, на Камчатке и в ряде других районов России, а также в Казахстане. На 2006 г. в России было разведано 56 месторождений термальных вод с дебитом, превышающим 300 тыс. м³/сутки. На 20 месторождениях ведется промышленная эксплуатация, среди них: Паратунское (Камчатка), Казьминское и Черкесское (Карачаево-Черкесия и Ставропольский край), Кизлярское и Махачкалинское (Дагестан), Мостовское и Вознесенское (Краснодарский край). Сейчас геотермальная энергетика обеспечивает 30 % выработки электроэнергии на Камчатке (Мутновская, Паужетская и Верхне-Мутновская ГеоЭС) (рис. 47).

Рис. 47. Мутновская ГеоЭС на Камчатке