По прогнозам, в ближайшие пять лет установленные геотермальные мощности будут расширяться по мере того, как энергетические компании диверсифицируются на альтернативные рынки, движимые ускоряющимся энергетическим переходом. Глобальные мощности по производству геотермальной энергии вырастут с 16 гигаватт (ГВт) в конце 2020 года до 24 ГВт в 2025 году, как показывает анализ Rystad Energy, что позволит получить общие инвестиции в размере 25 миллиардов долларов в следующие пять лет. Этот рост станет облегчением для поставщиков нефти и газа, которым будут предоставляться услуги, связанные со скважинами, поскольку количество пробуренных геотермальных скважин во всем мире увеличится с 223 в 2019 году до 380 в 2025 году.
С 2010 по 2020 год в новые разработки геотермальной энергетики было инвестировано 40 миллиардов долларов. Сегодня в установленной геотермальной мощности доминируют США с 4 ГВт, за которыми следуют Индонезия, Филиппины, Турция и Италия. На долю 10 ведущих стран-производителей геотермальной энергии приходится 90% всего рынка, при этом многие страны планируют вскоре выйти на рынок геотермальной энергии, особенно в Европе.
«Многие из этих проектов все еще находятся на стадии разработки, и им придется конкурировать с другими возобновляемыми источниками, такими как ветер и солнце. Однако, в отличие от ветра и солнца, площадь геотермальной электростанции имеет то преимущество, что она намного меньше в квадратных километрах на МВт произведенной электроэнергии», — говорит Аудун Мартинсен, руководитель отдела исследований энергетических услуг Rystad Energy.
Венгрия, Хорватия, Бельгия, Великобритания и Германия также имеют производственные мощности, а Германия может похвастаться 37 действующими геотермальными электростанциями, в основном в Баварии. В стране есть планы по строительству еще 16 электростанций и тепловых электростанций, которые будут построены в ближайшие годы, что потребует бурения 20 дополнительных скважин в год, как правило, с глубиной вертикального бурения до 6000 метров.
Calpine и Omat — два крупнейших владельца геотермальных электростанций в мире, каждый из которых имеет установленную мощность около 1200 мегаватт электроэнергии (МВт). Единственная нефтегазовая компания, вошедшая в список ведущих геотермальных операторов, — это Chevron, у которой ранее было около 1 ГВт установленной геотермальной мощности на Филиппинах и в Индонезии. Компания продала эти предприятия в 2017 году примерно за 3 миллиарда долларов.
Геотермальная электростанция обычно состоит из двух-шести скважин, одна из которых производит добычу, а дополнительные скважины получают повторно закаченную отделенную воду. С 2015 по 2019 год вводилось от 30 до 80 геотермальных проектов в год, что потребовало бурения 150-200 геотермальных скважин. Каждая скважина в среднем имела установленную мощность 5,3 МВт, но мощность скважин, похоже, имеет тенденцию к увеличению, поскольку скважины бурятся глубже, а добыча оптимизируется. При общей установленной геотермальной мощности в 16 ГВт в настоящее время насчитывается 3200 действующих геотермальных скважин.
Что касается инвестиций в геотермальную энергию, мы видим, что исторически общая стоимость проекта составляла от 35% до 40% капитальных затрат на скважины и от 60% до 65% в наземные объекты и инфраструктуру. Стоимость во многом зависит от глубины пробуренных скважин и применяемых технологий. В настоящее время используются три типа технологий: электростанции с бинарным циклом, которые используются для резервуаров с более холодной водой с использованием теплообменника, паровые установки мгновенного испарения, которые принимают горячую воду под высоким давлением и транспортируют ее в наземные резервуары с более низким давлением, где она преобразуется в пар для питания турбины, и сухой пар электростанции, которые получают пар непосредственно из геотермального резервуара для вращения турбин.
Исторически геотермальные проекты разрабатывались в странах с высокими ресурсами энтальпии, которые связаны с активными вулканическими зонами, такими как Исландия, Италия и Турция. В Исландии обычные геотермальные скважины бурятся на глубину до 2500 метров, чтобы достичь высокотемпературных резервуаров с температурой до 450 °C.
Эти естественные очаги тепла вулканической системы создают благоприятную среду для производства геотермальной энергии по сравнению со странами с невулканическими осадочными ресурсами, которые вместо этого демонстрируют температурные градиенты. В таких невулканических регионах можно развивать геотермальные электростанции, но для достижения правильных температурных градиентов требуется более глубокое бурение.
Электроэнергетические установки, работающие на парах пара, требуют температуры воды от 240 °C до 300 °C, а источники с температурой от 30 °C до 150 °C обычно используются для прямого нагрева без преобразования в электричество; 70% геотермальной энергии обычно используется для производства электроэнергии.