科技巨頭亞馬遜、微軟和谷歌簽署的核能協(xié)議在過去幾個月里引起了全球媒體的關(guān)注。但包括Meta和谷歌在內(nèi)的幾家公司也在投資另一種低碳能源下一代地熱能。
《自然》雜志網(wǎng)站最近報道顯示，地熱技術(shù)正處于廣泛商業(yè)成功的“邊緣”。當?shù)貢r間10月17日，總部位于得克薩斯州休斯頓的初創(chuàng)公司Fervo Energy獲得了美國政府的批準，擴大其在猶他州比弗縣建設(shè)的地熱電廠。該項目最終可能產(chǎn)生高達2000兆瓦的電力與兩個大型核反應(yīng)堆的產(chǎn)能相當。盡管達到這一點可能需要一段時間，但該電廠已經(jīng)在籌備中擁有400兆瓦的產(chǎn)能，并將準備好在2028年為谷歌的能源密集型數(shù)據(jù)中心和其他客戶提供全天候電力。
今年8月，另一家初創(chuàng)公司Sage Geosystems宣布與Facebook的母公司Meta建立合作伙伴關(guān)系，到2027年為Meta的數(shù)據(jù)中心提供高達150兆瓦的地熱能。
Sage、Fervo和其他全球公司正在競相開發(fā)地球深處不斷流動的熱量。與已經(jīng)存在一個世紀左右的常規(guī)地熱能不同，這些項目不依賴自然溫泉；相反，它們創(chuàng)造了自己的溫泉。
這個過程包括鉆探一個深達數(shù)公里的井孔，那里的巖石溫度約為200℃，并注入高壓的水和沙子。這會在巖石中制造裂縫，增加它們的滲透性，并創(chuàng)建一個可以持續(xù)提取的加熱水水庫，通過第二個井孔。然后使用熱的、加壓的水發(fā)電。
這種方法被稱為增強型地熱系統(tǒng)（EGS）。自20世紀70年代以來，全球就開始探索這一技術(shù)，但大多數(shù)項目未能提取出可觀的能源。
過去十年，得益于石油和天然氣行業(yè)的先進技即更高效的巖石破裂和水平鉆探方法，增強型地熱系統(tǒng)取得了長足進步。得益于這些創(chuàng)新，人們將鉆探成本減半。
特別是水平鉆探對EGS的成功至關(guān)重要。此前，壓裂產(chǎn)生的裂縫更傾向于垂直走向。水平井孔能夠貫穿眾多裂縫，向巖石層中注入水或抽水。實際上，在設(shè)備方面，地熱運作與石油和天然氣行業(yè)有很多相通之處。
不過目前鉆探到數(shù)公里深度的業(yè)務(wù)非常昂貴，每個井孔的成本可能高達數(shù)百萬美元。盡管預計成本會下降，但下一代地熱能仍然預計比其他許多形式的能源更昂貴。但由于它在任何時候使用，這使得地熱能可以成為太陽能和風能等間歇性能源的互補能源。地熱能的主要的競爭對手將是其他昂貴的能源，如核能、生物質(zhì)和氫能。
地熱能是否是一個經(jīng)濟解決方案，在很大程度上也將取決于地理位置。一般來說，鉆得越深，巖石就越熱，這也意味著成本越高。但是有些地方高溫巖層在地表附近就能找到，特別是在火山活動活躍的地區(qū)，或者地殼比平均值薄的地區(qū)。美國能源部的一項調(diào)查顯示，美國西部比東部在地熱能上成本更低，更容易盈利。
在今年早些時候發(fā)表在《自然能源》雜志上的一項研究對美國能源市場進行了情景模擬，他們發(fā)現(xiàn)地熱能在西部大部分地區(qū)可能比核能更便宜。但該研究的一個關(guān)鍵假設(shè)是，電廠可以響應(yīng)需求波動上下調(diào)整電力發(fā)電。能否在不造成過度磨損的情況下做到這一點，將是即將到來的設(shè)施的一個重大考驗。
