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Going Electric? Why Future Power Could Come From Hot Rocks

2023/10/13
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想要电气化吗?我们可能需要更深入地挖掘……进入地壳。研究人员和初创公司正在测试新技术和钻探技术,以利用地热能——来自地球的热量,可以用来发电。这是一种可再生能源,被认为是提高能源独立性并减少碳排放的一种方式。但由于技术限制,去年地热能在美国所有发电中仅占0.4%。拜登政府和能源巨头如雪佛龙正在投资地热能,目标是未来你的灯光、手机和电动车可能由地热能供电。《华尔街日报》的亚历克斯·奥索拉探讨了地热能扩展所需的条件。

石油和天然气行业能否破解地热能? “深地热”承诺让钻探者更深、更快、更热 可再生能源的下一个赌注 为地热能进行水力压裂?慢一点 钻探美国最长的石油和天然气井的竞赛 了解更多关于您的广告选择。访问megaphone.fm/adchoices</context> <raw_text>0 亚马逊Q业务是来自AWS的生成性AI助手,因为商业可能会很慢,就像在泥浆中等待一样,但亚马逊Q帮助简化工作,因此像每月汇总结果这样的任务可以在短时间内完成。了解亚马逊Q业务可以为您做些什么,访问aw点com闪电,了解更多。

如果你想到内华达州,你可能会想到拉斯维加斯,罪恶之城,但在拉斯维加斯西北角五百英里处。这里没有那么多赌场和霓虹灯,而是更多的山脉和开阔的沙漠。而在拉斯维加斯,你可能在寻找扑克中的热手,而在这里,他们专注于热岩石。

我们选择内华达州的原因真的在于它独特的地质结构。

这是一个名为Further Al Energy的初创公司的战略副总裁,该公司正在研究地热能。正是脚下的热岩激发了内华达州进行实验,尝试一种新的地热电力生成技术,称为项目红。

我认为项目红确实是我们展示所有科学和数学的机会,这些在地热能领域从未被使用过,实际上是适用于地热开发的。

地热能是指从地球内部产生和释放的热量。这是热泉和间歇泉等现象背后的相同力量。地热能是从这种热量中产生的电力。为了利用其能量,公司在水和热岩接近地表的地方设置发电机。

地热能的基础是蒸汽储层。缺乏更技术性的术语,你基本上是将水抽到地下,可以提取蒸汽,通过涡轮发电。这就是地热能的零点。

地热零点也被称为常规地热或水热能,地热项目的主任霍恩表示,美国产生的许多地热能来自包括内华达州在内的州。

目前在加利福尼亚州,我们的电力中有6%来自地热,而内华达州的电力中有10%来自地热。

能够产生地热能的水和热岩实际上无处不在,但找到它们接近地表的地方就比较稀有。

加利福尼亚州和内华达州之所以有这些百分比,是因为我们位于一些地质条件优越的地方,靠近平原,拥有良好的水源和高温。因此有很多这样的地方,但并不是普遍存在的。

到达那些岩石意味着有时需要钻探数千英尺甚至数英里地下。

这意味着我们需要钻得足够深,以便在任何地方都能获得。

在美国测试的新技术可能会使这一目标成为现实,如果概念验证能够成为一个完全规模化的行业,来自《华尔街日报》。

这是未来的一切。我是亚历克斯·奥索拉。今天我们将深入探讨地热能,以及新技术如何改变我们获取电力的方式,请继续关注我们。

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地热能已经生产了超过一个世纪。记录在案的第一个地热电厂可以追溯到1909年,位于意大利的特尔尼地区。这里,斯坦福大学的霍恩。

现在,世界上有超过25个国家正在从地热能中发电。

美国是世界上最大的地热能生产国。2022年,它产生了170亿千瓦时的电力,足以为160万户家庭提供一年的电力。

这听起来可能很多,但实际上并不算多。地热能在美国去年仅占所有发电的0.4%。支持者表示,地热能有很多优点,像太阳能和风能一样,地热能是可再生的,因此其来源不会在发电过程中耗尽,并且与太阳能和风能一样,产生地热能几乎不释放温室气体二氧化碳。但霍恩表示,地热能在太阳能和风能方面没有优势。

地热能的一个重要特征是它是全天候的电力,因此您可以24小时不间断地运行。这意味着当太阳能和风能在白天或一个月内波动时,您有其他东西来支持它,而不是依赖化石燃料发电站。

尽管建立地热电厂的成本很高,但一旦建成,运营成本相对较低,且通常可以持续数十年。如今,地热能在冰岛、印度尼西亚和美国等国至少产生一些能源。未来,地热能可能会产生更多的能源。

能源部在2019年的一份报告中估计,到2050年,地热能可能会产生美国8.5%的电力。

这将意味着每年减少5.06亿公吨的二氧化碳排放到大气中。这相当于从道路上移除600万辆汽车。

地热能还可以为单个家庭供暖和制冷。地热能的支持者表示,这可能是减少我们整体碳排放的重要方式。但为了实现2050年的估计,我们需要新的技术来获取那些位于地表以下的热岩。并且有一段时间,我们根本没有在寻找它们。1970年代和1980年代对地热能的投资有所增加,但到2000年代初,这些资金大多枯竭,这意味着在过去的50年里,地热能一直局限于传统来源。

地热能几十年来只处理过水。因此,作为可再生能源家族中的“红头继子”,没有人关心,显得无关紧要。

这是杰·比尔德,项目内空间的执行董事,一个专注于地热扩展的非营利组织。但最近,他表示,地热能变得不那么边缘化了。

即使在过去的36个月里,地热能也经历了巨大的变化,我的意思是,我们现在正处于地热能的复兴期。

这种复兴发生是因为新技术和技术,这些技术来自一个在挖掘地壳方面经验丰富的行业,即石油和天然气行业。

而且这里有一个很酷的部分。石油和天然气行业衍生出许多相关且具有影响力的技术,使我们能够在世界上更多地方开发深层地热资源,而不仅仅是在水热存在的地方。

事实上,这个新时代的地热能的领先技术之一与水力压裂(即水力压裂)非常相似。它被称为增强型地热系统,或E.G.S。这两种技术实际上是如此相似,以至于它们甚至共享设备。

因为这个过程与石油和天然气行业正在做的事情非常相似。这非常有趣。我们从石油和天然气现场撤回了所有设备,然后当他们离开我们的现场时,他们又回到了石油和天然气盆地。

E.G.S的背景是,与其依赖自然将热水放置在接近地表的地方,不如向下钻探,在岩石中创造空间,向该空间添加水,然后你就可以工程化地创造出或多或少相同的条件。

增强型地热系统。这个想法是,实际上你不必拥有完美的地下条件来将流体从注入井输送到生产井,但实际上你所需要的只是热量。

这是Fur Foo在项目红中测试的内容,这是在北内华达的实验。你告诉我它的进展。

我们在一个非常低渗透性的服务区钻了两口井。

简单的地质课,渗透性是指流体在岩石中移动的能力。沉积岩如页岩,天然气通常可以在其中找到,具有比更坚硬的火成岩和变质岩更高的渗透性。这些是Fervor为其实验钻探的岩石类型。

然后我们使用高压水在这两口井之间创建通道。

这两口井的形状像两个巨大的字母L,每个直径约七英寸。L的垂直部分延伸到地表以下近8000英尺,L的水平部分,即L的底部,向外延伸3000英尺。这里的岩石温度约为375华氏度。但这创造了一个回路。

然后你基本上可以将水从注入井推送到我们的其余部分,在上面的生产井中加热以发电。

Verbo于2022年初开始钻探,并于2023年3月完成。一旦井就位,团队花了一个月的时间进行测试,以确保一切按预期工作。他们表示结果令人鼓舞。

项目红是我们认为真正的技术证明。我认为我们的模型与现实相符,表明我们实际上有一个非常稳固的方法,并且我们已经建立了能够在多个地点成功的架构。因此,从我的角度来看,这是一个巨大的成功。

自2017年成立以来,Purfoy已筹集了1.84亿美元的投资,并获得了大约2000万美元的联邦补助,计划继续向前推进。它刚刚在南新顶开始了下一个项目。与内华达州的Jew T相似,附近的设施计划销售从这些井中产生的电力。到目前为止,Val显示E.G.S可以工作,但这并不意味着没有风险。最大的风险是E.G.S,像水力压裂一样,可能会引发地震,这被称为诱发地震。

我认为诱发地震显然是地热能的一个重大问题。

E.G.S项目监测地震,并制定了应对检测到的任何地震的计划。能源部对此有一套指导方针,详细说明了。

这些协议替代任何感知到的地震事件,基本上根据绿色、良好、黄色、关注和停止操作,或红色、完全停止操作的规模进行分类。因此,随着这个项目的进行,我们确实非常严格地遵循了这个诱发地震的教育协议,实际上只观察到了绿色地震事件,这些事件是人类无法检测到的。

研究人员发现,地热系统并不经常引发强烈地震,但确实会发生。在2017年,一场5.5级的地震袭击了韩国南部的浦项市,造成90多人受伤,并造成数千万美元的损失。地震发生两年后,一个韩国小组确定,附近的地热实验是问题所在。

书籍造成了另一个风险,尽管。

地质学家和工程师收集了尽可能多的数据,以了解地下发生的情况,但事情可能不会按计划进行。

整个地球X光,这就是我们所有人需要的,并不存在。不幸的是,我们无法非常准确地测量我们想要知道的事情。因此,我们正在进行许多间接的推断,实际上是什么。

在实践中,这可能意味着公司需要钻得比他们想象的更深,以达到足够热的岩石,或者他们可能会遇到一些意想不到的情况,导致产品完全失败。

例如,确实有一些A.G.S.的例子,特别是在瑞士的一个叫做Sand Gallon的地方,他们在A.G.S.系统中钻探,钻入了天然气井,而不是一个正在运营的井。他们发现实际上在这个过程中。但这当然对他们来说是个问题,因为天然气进入地质层对他们的项目来说并不好。因此,他们出于这个原因放弃了它。

风险并不是安全性。因此,地热能的经济成本在钻探阶段是非常高的。一些项目的成本可能超过5亿美元,但大多数项目的成本在5000万到1亿美元之间,具体取决于你需要钻多深。

像这样的失败钻探努力可能意味着公司及其投资者面临财务灾难。另一个潜在问题是,E.G.S使用大量水,能源部的估计表明,一个大型电厂在其生命周期内可能使用超过600万加仑的水。这在水资源稀缺的地方可能会产生很大差异,霍恩说。这些实验表明,E.G.S的基本条件是存在的。

我不知道有大量的技术问题。我是说,我认为许多问题在我们推广A.G.S.时会被提出和解决,例如在许多地方广泛开发,那么我们会在这方面变得更好,消除许多风险。

您还可以帮助为其他方法铺平道路,这些方法推动地热能的极限,更多关于这些技术的信息将在休息后提供。

亚马逊Q业务是来自AWS的新生成性AI助手,因为许多任务可能会使商业变得缓慢,就像在泥浆中等待一样。

幸运的是。

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我们之前提到,Fur Vo,这家公司正在测试E.G.S,现在正在南犹他州进行一个项目,距离盐湖城约200英里,但这并不是该州唯一的地热努力。旁边就有一个长期的地热研究设施。约瑟夫·摩尔是其管理负责人。

调查员。该项目是地热研究的前沿观测站。</raw_text>

想要电动化吗?我们可能需要更深入地挖掘……进入地壳。研究人员和初创公司正在测试新技术和钻探技术,以利用地热能——来自地球的热量,可以用来发电。这是一种可再生能源,被认为是提高能源独立性并减少碳排放的一种方式。但由于技术限制,去年地热能在美国所有发电中仅占0.4%。拜登政府和能源巨头如雪佛龙正在投资地热能,目标是未来你的灯光、手机和电动车可能由地热能供电。《华尔街日报》的亚历克斯·奥索拉探讨了地热能扩展所需的条件。

石油和天然气行业能否破解地热能? “深地热”承诺让钻探者更深、更快、更热 可再生能源的下一个赌注 为地热能进行水力压裂?慢一点 钻探美国最长的石油和天然气井 了解更多关于您的广告选择。访问megaphone.fm/adchoices</context> <raw_text>0 埃里克喜欢为E.G.S放弃测试设备和技术。但公司中的力量是犹他大学的一个研究项目,由能源部资助。所以他们希望从这些测试中获得的结果有些不同。

我们现在还不能生产电力。真正的目标是展示这个过程,以及我们可以在任何地方做到这一点。但这真的很关键。

为了让你更接近2050年的估计。更多的人表示需要进行许多额外的实验。

现在的关键是一次又一次地进行测试,对吧?你可以在这里进行测试并说我们找到了方法。我们完成了。要达到目标,需要对这些项目进行复制和重复。更多的项目,更多的测试,更多的试验,更多的力量将使我们走得更远,达到我们需要的地方。

明白了吗?所以我们需要更多的实验。进行这些实验需要资金。劳·博伊德是能源部地热技术办公室的高级顾问。

我们看到在资金方面存在显著差距,以支持技术公司和开发者在现场进行大规模测试,并通过实践学习的机会,假设、测试,然后推动学习曲线以改善我们的技术,这只能在这些演示中完成。

在本财政年度,能源部的地热技术办公室的预算为1.8亿美元。相比之下,部门的太阳能部门的预算为3.18亿美元。地热办公室利用这笔资金资助来自学术界、国家实验室和工业界的地热项目。

在二月份,部门宣布将单独为E.G.S项目提供高达7400万美元的资助。获奖者预计将在本月宣布。

我们专注于是的,因为有这个新的潜力。

但正如项目内空间的贾米·比尔德所指出的,E.G.S并不是唯一可以帮助你的技术。

一种热量规模的E.G.S调用。这是一个拼图的一部分。如果我要投资,我会押注于地热,而不是某种非常具体的技术,因为我认为我们现在处于这个复兴时期的早期阶段,不能只押注于一匹马。我们需要为所有的马提供资金。

让我们谈谈其他一些马,以及谁在押注它们。一种方法被称为深地热。这几乎就是它听起来的意思。它意味着钻得非常深,以获取热岩,达到一个称为基底的地壳层。

基底在全球范围内更为普遍,这将使许多原因变得更容易。你会有更少的不确定性,更少的差异化,更多的竞争岩石,更少的优质,实际上允许你钻探的旧属性。

永远。那是卡尔斯,一家名为Quiz Energy的公司的联合创始人兼首席执行官。当他说更深时,他的意思是非常深,距离地表12英里,是现在的两倍。

珠穆朗玛峰的高度在那里。岩石的温度可以超过900华氏度,深度如此。像这样的温度,常规钻探设备根本无法应对。因此,Quiz正在研究一种全新的方法。

我们谈论的是毫米波钻探。它基本上是利用来自聚变研究的想法。我们使用能量束,而不是激光,而是微波,来切割岩石。

团队计划利用他们的技术钻探两个相连的井,以产生蒸汽,就像A.G.S一样。至少这是个想法。

他们计划在德克萨斯州和俄勒冈州明年开始两个基于现场的测试,希望在2028年开始产生收入。好的。那么这种方法意味着深入,但还有另一种不同的技术意味着深入和远。

它被称为闭环永远。一个加拿大初创公司正在研究这个。约翰·雷德本永远是公司的总裁兼首席执行官,他解释了他的公司的技术。

你有两个钻探井,肩并肩。平行钻探。分支显示到每个12个侧井,然后连接。因此,它形成了一个从地表通过这些多边形的连续电路。然后回到你,我们都像E.G.S。

永远的循环是通过垂直钻探并在地表和下面的热岩之间循环水来创建的。

但一个主要的区别是,在他们钻完这些垂直井后,他们连接了许多深埋地下的地平线。这就是提到的12个侧井。这些侧井给水提供了更多的空间来加热。

本质上,我们正在构建的是一个位于地表以下数公里的大型散热器,你可以通过它流动清水并循环,就像你家里的散热器一样。

参考说闭环相较于E.G.S有一些优势。它需要更少的水,并且可以在更广泛的地质背景中使用,尽管闭环和深地热都存在产生地震的风险。现在,永远正在德国加雷特斯进行其第一个商业项目。

该地点将在2024年底开始生产电力和热量,但钻探将持续到2026年,一旦完成,永远计划钻探约180英里。永远的两个投资者包括能源公司B.P.和雪佛龙。

地热显然在我们的历史中非常强大,但也在地下和钻探以及主要资本项目执行方面。

那是巴伯·哈里森,几家新能源公司的副总裁,她监督着致力于开发新方法来发电的项目。雪佛龙在七年内投资100亿美元于低碳解决方案,虽然这不仅限于地热能,但这确实占了一部分。

我们现在处于这些新技术的阶段,它们在技术上是可行的。我们知道技术有效,而我们现在的机会是,能否将这些技术转变为具有竞争力的商业解决方案?我们在全球范围内推进了一些试点项目。因此,这是一个非常有针对性和战略性的试点方法,目标是能够扩展到更大的项目,真正成为全球竞争力的解决方案。

在全球范围内。至于其他石油巨头,B.P.表示,除了投资外,它并未在地热能方面有显著参与,而壳牌和埃克森美孚未对此请求作出回应,因此地热能有潜力改变我们为家和办公室供电的方式。但即使一切按计划进行,这些新的地热技术也需要时间才能扩展。

所以让我们进一步展望未来。2050年的地热景观将是什么样子?能源部的劳·博伊德表示,这可能会影响你的电费。

目标是电力生产的成本与人们今天支付的费用相当,或者在许多情况下会更低。这里的目标是部署将为美国节省资金并为他们提供清洁碳的技术。

但斯坦福的罗林·霍恩表示,扩展该技术可能需要一段时间。

一旦你向东海岸移动,国家的地下层变得更冷,因此你必须钻得更深。因此,在接下来的20到30年里,AGS可能主要集中在德克萨斯州及以西。但如果我们谈论50到200年,我们可以想象扩展到整个国家,只要你控制足够的深度以获得有用的温度。

吉米·比尔德,非营利项目内空间的负责人表示,带来热量到所有这些地方需要多种技术。但押注所有的马可能意味着我们都能赢。

所以地热有点像自助餐。所有的概念中,有些对某些地区更好。我们需要确保,当我们寻求在全球范围内扩展地热时,单一概念适用于所有的方式并不是可行的。我们需要将概念与构建概念的特定地点相匹配。

《一切的未来》是《华尔街日报》的制作。斯蒂芬妮·伊根是《一切的未来》的编辑主任。这一集由我,亚历克斯·奥索拉制作。

我们的事实检查员是合伙人内森·迈克尔,级别和贾萨·芬是声音设计师,路德是音乐。凯恩·米尔索姆是我们的监制。我将所有穆斯林视为我们的发展制片人。

斯科特·萨拉里和基督教是副编辑。菲伦·A·帕特森是《华尔街日报》新闻音频的负责人。喜欢这个节目,告诉你的朋友,并在你最喜欢的平台上给我们留下五星评价。感谢收听。