在過(guò)去幾個(gè)月里,,科技巨頭亞馬遜,、微軟等紛紛押注核能,而元宇宙平臺(tái),、谷歌等公司則將投資重心放在了地?zé)崮苌?。美?guó)能源部地?zé)峒夹g(shù)辦公室主任勞倫·博伊德表示,,谷歌等公司在地?zé)崮茴I(lǐng)域的最新行動(dòng)預(yù)示著這項(xiàng)技術(shù)或?qū)⒂瓉?lái)廣泛的商業(yè)應(yīng)用。隨著技術(shù)進(jìn)步和政策支持,,地?zé)崮芗夹g(shù)的新時(shí)代即將到來(lái),。
地?zé)岚l(fā)電是利用地下熱水和蒸汽為動(dòng)力源的一種新型發(fā)電技術(shù),,通過(guò)將地下的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能,再將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。美?guó)費(fèi)爾沃能源公司致力于將石油和天然氣鉆探領(lǐng)域的進(jìn)步應(yīng)用于地?zé)犷I(lǐng)域,。2024年10月17日,美國(guó)土地管理局批準(zhǔn)了該公司位于猶他州比弗縣的地?zé)岚l(fā)電廠擴(kuò)建計(jì)劃,。這座工廠預(yù)計(jì)電力產(chǎn)能高達(dá)2000兆瓦,,足以滿足200萬(wàn)戶家庭的用電需求。該工廠目前已實(shí)現(xiàn)400兆瓦的產(chǎn)能,,計(jì)劃于2028年前為谷歌公司的數(shù)據(jù)中心和其他客戶提供全天候清潔電力,。早在2021年5月,谷歌就與費(fèi)爾沃公司簽署了開發(fā)下一代地?zé)岚l(fā)電項(xiàng)目的協(xié)議,。2024年6月12日,,谷歌宣布與因威能源公司達(dá)成協(xié)議,為其內(nèi)華達(dá)州的數(shù)據(jù)中心提供地?zé)犭娏?。去?月,,賽捷地理系統(tǒng)公司宣布,將于2027年前為元宇宙平臺(tái)公司的數(shù)據(jù)中心提供高達(dá)150兆瓦的地?zé)崮?。此次合作將極大地?cái)U(kuò)展地?zé)崮茉诿绹?guó)的使用范圍,,也是落基山脈以東首次使用下一代地?zé)崮堋C绹?guó)能源部前副部長(zhǎng)戴維·特克表示,,地?zé)崮軐⒊蔀樵黾忧鍧嶋娏?yīng)的重要力量,。
傳統(tǒng)地?zé)崮軆H限于有天然地下熱水庫(kù)的地方,而這些地方很少且相距甚遠(yuǎn),。賽捷,、費(fèi)爾沃等公司正在開發(fā)的項(xiàng)目則不再依賴這些天然熱水庫(kù),而是主動(dòng)創(chuàng)建地下溫泉,。該技術(shù)從地面向下鉆出一個(gè)深數(shù)公里的洞,,直達(dá)溫度約200℃的巖石處。隨后,,在高壓下向洞內(nèi)注入水和沙子,,導(dǎo)致巖石產(chǎn)生裂縫,增加其滲透性,,并形成一個(gè)熱水儲(chǔ)蓄層,。接著,再鉆一個(gè)洞,,連續(xù)不斷提取這里的熱水,,并將熱水加壓用于發(fā)電。自20世紀(jì)70年代以來(lái),科學(xué)家一直在探索這種增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)(EGS),,但大多未能提取出大量能量,。過(guò)去10年,科學(xué)家利用石油和天然氣行業(yè)取得的技術(shù)進(jìn)步,,例如更好的巖石破碎技術(shù)和水平鉆井方法,,對(duì)EGS進(jìn)行了改進(jìn),使其重?zé)ㄉ鷻C(jī),。美國(guó)能源部于2014年啟動(dòng)了地?zé)崮苎芯壳把夭t望臺(tái)計(jì)劃(FORGE),,帶來(lái)很多創(chuàng)新性方法,將鉆井成本降低一半,,為EGS的商業(yè)化應(yīng)用鋪平了道路,。費(fèi)爾沃公司兩個(gè)早期試點(diǎn)項(xiàng)目獲得的成果表明,EGS概念不僅可行,,而且能利用現(xiàn)有工具實(shí)現(xiàn),。
然而,EGS的發(fā)展并非一帆風(fēng)順,。部分原因在于工程中涉及的水力壓裂過(guò)程可能帶來(lái)地震風(fēng)險(xiǎn),。此前,在瑞士巴塞爾以及韓國(guó)浦項(xiàng)進(jìn)行的兩個(gè)項(xiàng)目,,因?yàn)樗毫褜?dǎo)致地震而擱置,。為此,F(xiàn)ORGE項(xiàng)目及費(fèi)爾沃等公司正遵循美國(guó)能源部的指導(dǎo),,盡可能抑制誘發(fā)地震的活動(dòng),并使用地震儀持續(xù)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng),。一旦地震活動(dòng)超過(guò)某個(gè)閾值,,他們就會(huì)停工。加拿大Eavor公司則采取了風(fēng)險(xiǎn)更小的策略,,開發(fā)了“Eavor-Loop”地?zé)岚l(fā)電技術(shù),。該技術(shù)的核心是一套安裝在地下3000米到4000米的封閉管道系統(tǒng)以及與該系統(tǒng)連接的地面設(shè)備,利用水在地下管道和地面設(shè)備間的流動(dòng),,將地下熱能帶到地上用于發(fā)電,。Eavor公司的地?zé)峒夹g(shù)無(wú)需進(jìn)行壓裂造縫,沒(méi)有誘發(fā)地震的風(fēng)險(xiǎn),。目前,,該公司正在德國(guó)格雷茨里德附近建設(shè)第一座商業(yè)地?zé)岚l(fā)電廠。這座工廠將深入地下4500米,,開采溫度160℃的水,,為附近城鎮(zhèn)供暖。
地?zé)崮艿拈_采和使用成本也成為科學(xué)家的考量因素。美國(guó)普林斯頓大學(xué)能源系統(tǒng)研究員威爾森·里克斯指出,,向地下鉆探數(shù)公里深資金投入非常昂貴,,每個(gè)鉆孔的成本可能高達(dá)數(shù)百萬(wàn)美元。盡管下一代地?zé)崮芗夹g(shù)的成本會(huì)隨著技術(shù)不斷發(fā)展而下降,,但仍比許多其他形式的能源貴,。不過(guò),鑒于地?zé)崮芸梢噪S時(shí)使用,,其有望成為太陽(yáng)能,、風(fēng)能等低碳能源的一個(gè)補(bǔ)充。