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FORGE猶他州項(xiàng)目降低了EGS的鉆井成本。

本報訊 過去幾個月，科技巨頭亞馬遜、微軟和谷歌的核能交易引發(fā)全球關(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?zé)崮?。美國能源部地?zé)峒夹g(shù)辦公室負(fù)責(zé)人、地質(zhì)學(xué)家Lauren Boyd說，這表明地?zé)峒夹g(shù)即將取得商業(yè)化成功。

近日，據(jù)《自然》報道，美國政府已批準(zhǔn)初創(chuàng)公司Fervo Energy擴(kuò)建其在美國猶他州比弗縣建設(shè)的地?zé)犭姀S。該項(xiàng)目最終可能產(chǎn)生高達(dá)2000兆瓦的電力，相當(dāng)于兩個大型核反應(yīng)堆的發(fā)電量。盡管達(dá)到這一目標(biāo)可能需要一段時間，但該電廠目前已經(jīng)擁有400兆瓦的產(chǎn)能，并準(zhǔn)備在2028年之前為谷歌的高能耗數(shù)據(jù)中心以及其他客戶進(jìn)行全天候供電。

今年8月，另一家初創(chuàng)公司Sage Geosystems宣布與臉書的母公司Meta合作，計(jì)劃在2027年為Meta的數(shù)據(jù)中心提供高達(dá)150兆瓦的地?zé)崮馨l(fā)電量。

Sage、Fervo等公司正在競相開發(fā)地球深處不斷流動的熱能。與已經(jīng)存在一個世紀(jì)左右的傳統(tǒng)地?zé)崮懿煌@些項(xiàng)目不依賴天然溫泉；相反，它們創(chuàng)造了自己的“溫泉”。

這需要先鉆取一個深達(dá)數(shù)公里的井孔，井內(nèi)巖石的溫度約為200℃，然后在高壓下向井內(nèi)注入水和沙子。這會在巖石中制造裂縫，增加其滲透性，并形成一個熱水儲層，此后經(jīng)由第二個井孔持續(xù)提取熱水，最后使用熱的、加壓的水發(fā)電。

這種方法被稱為增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)（EGS）。自20世紀(jì)70年代以來，全球就開始探索這一技術(shù)，但大多數(shù)項(xiàng)目未能獲得規(guī)?；哪茉础?/p>

過去10年，得益于石油和天然氣行業(yè)中的先進(jìn)技術(shù)，即更高效的巖石破裂和水平鉆探方法，EGS取得了長足進(jìn)步。地?zé)崮苎芯壳把夭t望臺計(jì)劃（FORGE）猶他州項(xiàng)目是美國能源部推廣EGS的一個項(xiàng)目，該項(xiàng)目通過引入許多創(chuàng)新技術(shù)，已經(jīng)使鉆探成本降低了一半。

美國猶他大學(xué)的地質(zhì)學(xué)家、FORGE猶他州項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Joseph Moore說，水平鉆探技術(shù)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，而水平鉆探能夠穿過許多裂縫，從而向巖石層中注入或抽取水。

不過，EGS的發(fā)展之路一直受阻，部分原因是所涉及的水力壓裂過程會導(dǎo)致地震活動。瑞士巴塞爾以及韓國浦項(xiàng)的項(xiàng)目，不得不因此關(guān)閉。為此，F(xiàn)ervo和其他公司正在遵循美國能源部的指導(dǎo)方針，使用地震儀持續(xù)監(jiān)測鉆探現(xiàn)場。

此外，EGS的開發(fā)成本非常昂貴，目前鉆探到數(shù)公里深度時，每個井孔的成本可能高達(dá)數(shù)百萬美元。但由于地?zé)崮芸梢噪S時使用，這使得其成為太陽能和風(fēng)能等間歇性能源的互補(bǔ)能源。

地?zé)崮苁欠袷且粋€經(jīng)濟(jì)的解決方案，很大程度上取決于地理位置。一般來說，鉆得越深，巖石就越熱，成本就越高。但是，有些地方在地表附近就能找到高溫巖層，特別是在火山活動活躍的地區(qū)。美國能源部的一項(xiàng)調(diào)查顯示，相比美國東部，美國西部地?zé)崮荛_采成本更低，更容易盈利。

在今年早些時候發(fā)表在《自然-能源》的一項(xiàng)研究中，包括Fervo聯(lián)合創(chuàng)始人Jack Norbeck在內(nèi)的合作者對美國能源市場進(jìn)行了情景模擬。他們發(fā)現(xiàn)，在美國西部的大部分地區(qū)，地?zé)崮芑蛟S比核能便宜。但該研究的一個關(guān)鍵假設(shè)是，電廠可以根據(jù)需求的波動上下調(diào)整發(fā)電量。能否做到這一點(diǎn)，是對即將建成的電網(wǎng)設(shè)施的重大考驗(yàn)。（李木子）