過(guò)去幾個(gè)月，科技巨頭亞馬遜、微軟和谷歌簽署的核能交易引發(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)?。美?guó)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(shuō)，這表明地?zé)峒夹g(shù)即將取得商業(yè)成功。

據(jù)《自然》報(bào)道，日前，美國(guó)政府已批準(zhǔn)初創(chuàng)公司Fervo Energy擴(kuò)建其在猶他州比弗縣建設(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(gè)大型核反應(yīng)堆的發(fā)電量。盡管達(dá)到這一點(diǎn)可能需要一段時(shí)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)中心以及其他客戶提供全天候供電。

今年8月，另一家初創(chuàng)公司Sage Geosystems宣布與Facebook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)崮堋?/p>

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

這個(gè)過(guò)程需要鉆探一個(gè)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(huì)在巖石中制造裂縫，增加其滲透性，并形成一個(gè)熱水儲(chǔ)層，可以通過(guò)第二個(gè)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(lái)，全球就開(kāi)始探索這一技術(shù)，但大多數(shù)項(xiàng)目未能提取出可觀的能源。

過(guò)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(zhǎng)足進(jìn)步。地?zé)崮苎芯壳把夭t望臺(tái)計(jì)劃(FORGE)猶他州項(xiàng)目是美國(guó)能源部推廣EGS的一個(gè)項(xiàng)目，該項(xiàng)目通過(guò)引入許多創(chuàng)新技術(shù)，已經(jīng)使鉆探成本降低了一半。

FORGE猶他州項(xiàng)目已經(jīng)降低了EGS的鉆井成本。圖片來(lái)源：Dr. Clay Jones

美國(guó)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(shuō)，水平鉆探對(duì)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(guò)許多裂縫，從而向巖石層中注入或抽取水。

不過(guò)，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(guò)程會(huì)導(dǎo)致地震活動(dòng)。瑞士巴塞爾以及韓國(guó)浦項(xiàng)的項(xiàng)目，不得不因此關(guān)閉。為此，F(xiàn)ORGE猶他州項(xiàng)目、Fervo和其他公司正在遵循美國(guó)能源部的指導(dǎo)方針，使用地震儀持續(xù)監(jiān)測(cè)鉆探現(xiàn)場(chǎng)。

此外，EGS的開(kāi)發(fā)成本也非常昂貴，目前，鉆探到數(shù)公里深度，每個(gè)井孔的成本可能高達(dá)數(shù)百萬(wàn)美元。盡管未來(lái)成本預(yù)計(jì)會(huì)下降，但仍然比其他形式的能源更昂貴。但由于能熱能可以隨時(shí)使用，這使得其可以成為太陽(yáng)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€(gè)經(jīng)濟(jì)的解決方案，很大程度上取決于地理位置。一般來(lái)說(shuō)，鉆得越深，巖石就越熱，成本就越高。但是有些地方高溫巖層在地表附近就能找到，特別是在火山活動(dòng)活躍的地區(qū)。美國(guó)能源部的一項(xiàng)調(diào)查顯示，相比美國(guó)東部，美國(guó)西部地?zé)崮荛_(kāi)采成本更低，更容易盈利。

在今年早些時(shí)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(duì)美國(guó)能源市場(chǎng)進(jìn)行了情景模擬。他們發(fā)現(xiàn)，在美國(guó)西部的大部分地區(qū)，地?zé)峥赡鼙群四鼙阋?。但該研究的一個(gè)關(guān)鍵假設(shè)是，電廠可以根據(jù)需求的波動(dòng)上下調(diào)整發(fā)電量。能否做到這一點(diǎn)，將是對(duì)即將建成的設(shè)施的重大考驗(yàn)。