科技巨头亚马逊、微软和谷歌签署的核能协议在过去几个月引起了全球媒体的关注。但包括 Meta 和谷歌在内的几家公司也在投资另一种低碳能源:下一代地热能。
《自然》网站最近的一份报告表明,地热技术“即将”获得广泛的商业成功。当地时间10月17日,总部位于德克萨斯州休斯顿的初创公司Fervo获得美国政府批准,对其正在犹他州比弗县建设的地热发电厂进行扩建。该项目最终可产生高达 2,000 兆瓦的电力,相当于两个大型核反应堆的电力。虽然实现这一目标可能需要一段时间,但该工厂已经拥有 400 兆瓦的产能,并将准备在 2028 年为 的能源密集型数据中心和其他客户全天候供电。
8 月,另一家初创公司 Sage 宣布与母公司 Meta 建立合作伙伴关系,到 2027 年为 Meta 的数据中心提供高达 150 兆瓦的地热能。
Sage、Fervo 和其他跨国公司正在竞相利用地球深处不断流动的热量。与已经存在一个世纪左右的传统地热能不同,这些项目不依赖天然温泉;相反,他们创造自己的。
该过程包括钻探数公里深的井眼,其中岩石温度约为 200°C,并注入高压水和沙子。这会在岩石中产生裂缝,增加其渗透性,并形成一个热水库,可以通过第二个钻孔不断提取热水。然后使用加压的热水来发电。
这种方法称为增强型地热系统(EGS)。自 20 世纪 70 年代以来,全球都在探索这项技术,但大多数项目都未能提取大量能源。
得益于石油和天然气行业更高效的岩石压裂和水平钻井方法的进步,增强型地热系统在过去十年中取得了长足的进步。由于这些创新,钻井成本减少了一半。
尤其是水平钻井对于 EGS 的成功至关重要。此前,水力压裂产生的裂缝往往更垂直。水平钻孔穿透许多裂缝,将水注入或泵入岩层中。事实上,在设备方面,地热作业与石油和天然气行业有很多共同点。
但目前钻井深度达数公里的业务非常昂贵,每个井眼的成本可能达到数百万美元。尽管成本预计会下降,但下一代地热能预计仍比许多其他形式的能源更昂贵。但由于它可以随时使用,这使得地热能成为太阳能和风能等间歇性能源的补充能源。地热能的主要竞争对手将是其他昂贵的能源,如核能、生物质能和氢能。
地热能是否是一种经济的解决方案也很大程度上取决于地理位置。一般来说,钻得越深,岩石就越热,这也意味着更高的成本。但在某些地方,地表附近可以发现热岩层,特别是在火山活动活跃或地壳比平均厚度薄的地区。美国能源部的一项调查显示,美国西部地热能比东部更便宜、更有利可图。
在今年早些时候发表在《自然能源》杂志上的一项模拟美国能源市场的研究中,他们发现在西方大部分地区,地热能可能比核能更便宜。但该研究的一个关键假设是,发电厂可以根据需求波动向上或向下调整发电量。能否在不造成过度磨损的情况下完成这一任务,将是对即将建成的设施的一大考验。
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