环境及气候
地热能或将超越核能
石油行业技术突破推动地热能发展,或使其成为主流能源,潜力巨大,前景可期。
地热能或迎来“Mitchell时刻”。乔治·米切尔,这位坚韧不拔的独立石油商,被称为“水力压裂之父”。大约30年前,他不顾大石油公司的反对,成功使原本不经济的水力压裂技术成为可能。这一技术通过向地层中注入液体和沙子,从页岩等紧密地质构造中释放出油气,带来了产能的极大提升,掀起了页岩革命,彻底改变了全球碳氢化合物行业。
如今,另一家名为Fervo Energy的德克萨斯新兴公司,正将水力压裂和其他石油行业的技术应用于较为冷门的地热能领域。如果成功,地热能有望成为能源市场中的重要力量。
地热能的基础是利用地球丰富的地下热能,这通常通过开采地下的热水或蒸汽实现。但因为这些资源仅在有限区域存在,传统地热能的发展受到了限制。而Fervo采用的“增强型地热系统”(EGS)则可以通过水力刺激在几乎任何地方的热岩中创建通道。一口井注入水,水在地下通道中自然加热至200°C或更高,另一口井将热水抽出,用于发电。
这种方法面临一些挑战。首先,钻到足够热的岩层可能需要挖掘超过4英里深,成本高昂,技术复杂,耗时较长。此外,与所有水力压裂项目一样,它也可能引发局部小型地震(2006年瑞士一项EGS实验曾导致3.4级地震)。而且,由于EGS需要从地表注水而非依赖地下现有水池,这在干旱地区可能加剧水资源压力。
尽管如此,地热行业的“热头脑”们正取得成功。去年,Fervo在内华达州成功完成了试点项目,并赢得了谷歌作为其首批客户。今年6月,Fervo确认与南加州爱迪生公司签订了一项购买320兆瓦地热电力的协议,标志着其在犹他州大规模项目的启动,这也是地热能有史以来最大的购电协议。
9月10日,Fervo又传来好消息。尽管在犹他州项目需要挖掘更深的地层,Fervo在仅21天内完成了钻探,较内华达项目缩短了70%的时间。此外,第四口井的钻探成本也减半,这主要得益于“在实践中学习”的经验积累。该公司已超过了美国能源部为地热能设定的2035年目标。
地热能还有望成为意想不到的储能系统。今年1月,《自然能源》杂志发表了一篇论文,指出EGS项目可以灵活运作,通过增加注水量来储存压力,按需释放液体发电,从而在太阳能和风能供电不足时提供补充。这种储能功能不仅能在电价高峰期带来更高的利润,还能帮助避免电力短缺或停电。结合钻探成本的降低,专家们预计美国西部的地热发电潜力超过100吉瓦,足以超过该国所有核电站的总发电量。
EGS的未来有多大?非常大。尽管能源部分析表明美国仅有约40吉瓦的传统地热资源,但新技术将这一理论潜力扩展至5500吉瓦,覆盖全美大部分地区,超过半数州有望开发。地热能的未来,已然升温。