О геотермальной энергетике многие думают как о горячих источниках воды у поверхности Земли, которые используются для локального энергообеспечения тех регионов, где они имеются в большом количестве. Например, в Исландии, где 30% генерации электричества обеспечивается при помощи технологий геотермальной энергетики, а остальные 70% — за счет работы ГЭС.
Реализация потенциала горячих источников воды — это, безусловно, наиболее высокорентабельный проект геотермальных технологий, но он является счастливым исключением, а не правилом. Ведь большая часть поверхности Земли не имеет горячих источников воды или вулканических выходов, тогда для использования подземного тепла на этих территориях требуется глубинное бурение.
Геотермальная энергетика подразделяется на гидро- и петротермальную, в зависимости от того, является ли источником энергии вода или сухие породы. Основной ресурс петротермальной энергетики — глубинные сухие горячие породы на глубине до 10 км (технически доступные глубины), где температура может достигать +350°С. По оценкам экспертов, даже при КПД в единицы процентов доступных запасов петротермальной энергии (на примере США) хватит на 20 тыс. лет.
Впервые геотермальное тепло для промышленного производства энергии было применено в 1904 году инженером-химиком принцем Пьеро Конти в Италии, на территории вулканической зоны в Тоскане. Этот год и считается годом рождения геотермальной энергетики. Но еще раньше, в 1827 году, граф Франсуа де Лардерель организовал в той же Тоскане производство борной кислоты, используя тепло подземных пород. Тепловая энергия от горячих источников преобразовывалась в электричество для работы химического производства. Сегодня, спустя почти 200 лет, на родине геотермальной энергетики в местечке Лардерелло провинции Тоскана производится 6,5% геотермальной энергии в мире.
В 1970 году подземное тепло из сухих пород было получено в США в национальной лаборатории Лос-Аламоса — этот год считается рождением петротермальной энергетики. Специалисты пробурили скважину глубиной 4 км, используя гидроразрыв для создания проницаемости породы, а вторую скважину пробурили с уклоном и не попали в область проницаемого резервуара. Эта ошибка стоила испытателям миллионов долларов. Тем не менее они не бросили свой эксперимент, а успешно его завершили, замкнув циркуляционную систему.
Кроме США, петротермальную энергетику развивают во Франции, Германии, Великобритании, Австралии и Японии. Общее число петротермальных систем составило всего 20 с максимальной глубиной бурения до 5,1 км. В целом совокупная установленная мощность сектора геотермальной энергетики во всем мире составляет 15 ГВт, из которых в США 3,7 ГВт, а в России — всего лишь 85 МВт, что пренебрежимо мало. Для сравнения, установленная мощность электроэнергетического сектора всей РФ — 250 ГВт.