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FORGE猶他州項目降低了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全球關注。但包括Meta和谷歌在內的幾家公司也在投資另一種低碳能源——下一代地熱能。美國能源部地熱技術辦公室負責人、地質學家Lauren Boyd說，這表明地熱技術即將取得商業化成功。
近日，據《自然》報道，美國政府已批準初創公司Fervo Energy擴建其在美國猶他州比弗縣建設的地熱電廠。該項目最終可能產生高達2000兆瓦的電力，相當于兩個大型核反應堆的發電量。盡管達到這一目標可能需要一段時間，但該電廠目前已經擁有400兆瓦的產能，并準備在2028年之前為谷歌的高能耗數據中心以及其他客戶進行全天候供電。
今年8月，另一家初創公司Sage Geosystems宣布與臉書的母公司Meta合作，計劃在2027年為Meta的數據中心提供高達150兆瓦的地熱能發電量。
Sage、Fervo等公司正在競相開發地球深處不斷流動的熱能。與已經存在一個世紀左右的傳統地熱能不同，這些項目不依賴天然溫泉；相反，它們創造了自己的“溫泉”。
這需要先鉆取一個深達數公里的井孔，井內巖石的溫度約為200℃，然后在高壓下向井內注入水和沙子。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，此后經由第二個井孔持續提取熱水，最后使用熱的、加壓的水發電。
這種方法被稱為增強型地熱系統（EGS）。自20世紀70年代以來，全球就開始探索這一技術，但大多數項目未能獲得規模化的能源。
過去10年，得益于石油和天然氣行業中的先進技術，即更高效的巖石破裂和水平鉆探方法，EGS取得了長足進步。地熱能研究前沿瞭望臺計劃（FORGE）猶他州項目是美國能源部推廣EGS的一個項目，該項目通過引入許多創新技術，已經使鉆探成本降低了一半。
美國猶他大學的地質學家、FORGE猶他州項目負責人Joseph Moore說，水平鉆探技術對EGS的成功至關重要，此前壓裂產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的發展之路一直受阻，部分原因是所涉及的水力壓裂過程會導致地震活動。瑞士巴塞爾以及韓國浦項的項目，不得不因此關閉。為此，Fervo和其他公司正在遵循美國能源部的指導方針，使用地震儀持續監測鉆探現場。
此外，EGS的開發成本非常昂貴，目前鉆探到數公里深度時，每個井孔的成本可能高達數百萬美元。但由于地熱能可以隨時使用，這使得其成為太陽能和風能等間歇性能源的互補能源。
地熱能是否是一個經濟的解決方案，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。美國能源部的一項調查顯示，相比美國東部，美國西部地熱能開采成本更低，更容易盈利。
在今年早些時候發表在《自然-能源》的一項研究中，包括Fervo聯合創始人Jack Norbeck在內的合作者對美國能源市場進行了情景模擬。他們發現，在美國西部的大部分地區，地熱能或許比核能便宜。但該研究的一個關鍵假設是，電廠可以根據需求的波動上下調整發電量。能否做到這一點，是對即將建成的電網設施的重大考驗。（李木子）
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