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脚下的丰富但昂贵的能源来源

BBC Technology UK2026年6月25日 23:05

目前,让民主党和共和党的政治家达成共识是非常困难的,但地热能源的好处是一个罕见的共识领域。地热能源利用地球表面以下的自然热量,下一代技术能够访问比以往更热、更深和更具多样性的地点。总体而言,地热电厂低温室气体排放的特性吸引了自由派,而保守派则喜欢地热能源的额外能源独立性,以及油气行业熟悉的钻探技术。一些美国州正在尝试加速地热电厂的许可程序,今年四月,来自两党的参议员们提出了《下一代地热外部研究与开发法》。该立法将指示能源部支持下一代地热能源系统的开发和商业化。一种新兴类型被称为增强地热系统(EGS)。在EGS中,地下岩石是通过水力劈裂的。具体是通过向一个井中注入加压液体,然后从另一个井中收集蒸汽或热水。更广为人知的方式是水力压裂,这种技术在油气行业中已成为众所周知且颇具争议的话题(特别是在英国)。纽约哥伦比亚商学院的气候经济学家格尔诺特·瓦格纳总结说:“这是一种相同的技术,在某种程度上也是同一行业。”但他补充说:“从气候的角度来看,区别是巨大的。”对他说,通过在地下创造裂缝而引发的地震活动的风险,被可再生、持续性强和大容量的能源来源的好处所抵消。“根据我们现在所处的位置,更快地朝着使用更多地热能源的方向前进,坦率地说,都是好消息,”瓦格纳说。实现更快和更深的发展需要钻探技术的进步。公司们正在开发在高温坚硬岩石中更稳定的钻探设备。一些公司甚至打算在不使用传统钻头的情况下穿透岩石。凭借麻省理工学院(MIT)的背景,Quaise正在使用一种称为毫米波钻探的技术。其频率与微波相似。Quaise的应用涉及“发送电磁波进入微波毫米波频谱,基本上通过岩石熔化和蒸发,”Quaise的传播经理哈里·凯尔索解释说。传统的地热能源集中在地表热点上,这些地方的非常热的岩石可以轻松接触。“毫米波钻探确实使你能够在世界上几乎任何地方访问超热地热能源,”凯尔索说。虽然Quaise计划在其正在开发的俄勒冈项目现场使用一些传统钻探,但凯尔索表示,当钻头接触非常坚硬的岩石时,传统钻头的磨损速度会更快。更换钻头增加了钻探的成本和时间。在Quaise的案例中,凯尔索表示:“毫米波钻探真正改变了这一点,因为我们没有使用物理钻头。”其他公司也在致力于先进的钻探技术,例如速度超过音速几倍的弹丸。在这个过程中,水是另一个关键资源。虽然某些类型的下一代地热可能产生水污染或过度消耗的风险,但精心的设计可以避免这个问题。最初,Quaise的系统需要大量水,但根据凯尔索的说法,一旦水进入系统,就会不断循环在超热岩石上。“我们基本上只是在反复循环使用水,”他说。Quaise仍在继续筹集资金,目标是到2030年使其俄勒冈项目投入运行。与其他早期的地热系统版本一样,这个项目启动的费用很高。“经济情况有些挑战,”凯尔索承认。“目前的地热仍然更贵,因为从井中获取的电力不如使用化石燃料的井多。”但Quaise希望通过瞄准300°C至500°C的非常高温,经济性会得到改善。虽然该温度范围的高端很有挑战性,但这是一个越热越好的情况。“这使你能够从每口地热井中获取10倍的能源,这改变了地热的经济性和潜力,”凯尔索说。

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