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下一代地热借用油气钻井技术

Financial Times Companies •
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电力需求的快速增长——由数据中心、制造业和电气化驱动——正推动公司、政治家和投资者寻找小众技术。其中一项是下一代地热,利用借用自油气行业的高科技钻井技术,从地壳深处获取热能。虽然常规地热能已有数十年历史,利用地下天然储层,但下一代技术则在缺乏天然出水和可渗透裂缝的地区开采地下热岩。下一代地热被宣传为“金发姑娘”式的电源:与风能和太阳能不同,它可以全天候运行;与化石燃料不同,相对清洁;与先进核能不同,它不是那么大的技术突破。其支持者称,随着电网需要更多电力,它可能成为一种低排放的可靠电源——但成本必须降低。它是如何工作的?常规地热寻找天然储层,而下一代技术则创造它们。常规方法受地质限制:开发者必须寻找热量、水和可渗透岩石自然共存的地方。下一代地热可以创造或模拟这些条件。实现这一目标的两种主要方式是增强型地热系统(EGS)和闭环地热。EGS借用油气行业的方法,在岩石中创造裂缝,使水能够循环并吸热。当水返回地表时,有助于产生蒸汽,进而驱动涡轮发电。它使用了行业中常见的大型回转钻井平台和水泥技术。闭环方法钻入千米深的井,并添加封闭的、填充流体的管道,吸收周围岩石的热量,将其返回地表,用于加热另一种产生电力的流体。EGS项目最适合开发者可以安全裂热岩的地区,而闭环在地水和地质条件不确定的地区更为适宜。下一代地热的优缺点是什么?下一代地热可能使广大地区能够发电。据能源部称,美国拥有40吉瓦的常规地热潜在来源。据能源部称,下一代方法单独在美国就可能解锁5,500吉瓦。即使仅到2050年开发90吉瓦,正如美国政府估计的那样,也足以为6800万户家庭供电。在地热方面,美国具有鲜明的两党政治优势。民主党支持它,因为它有潜力提供丰富的清洁能源;共和党则喜欢它是可靠且持续的电源。与太阳能和风能不同,特朗普政府没有削减支持地热的税收,且今年2月宣布拨款1.715亿美元,用于全尺寸测试和钻井。然而,成本很高,必须降低,才能证明该技术的经济可行性——常规地热厂每千瓦成本在4800至6300美元之间,而下一代厂成本为每千瓦15000美元。这些成本可能通过加快钻井、降低成本和提高资源效率而下降,但这仍然遥遥无期。此外,由于下一代地热厂缺乏常规地热厂数十年的运营记录,其井和储层在长期的表现不确定性远大于前者。它能拯救地球吗?下一代地热并非完全零排放,因为建设厂房需要大量的钢铁、水泥、柴油和电力。其生命周期中位排放量为每千瓦时32克二氧化碳。