Пришло время геотермальной энергии
Десятилетиями геотермальная энергия занимала необычное положение в ландшафте возобновляемых источников энергии: она была повсеместно признана почти идеальным источником энергии — чистым, способным обеспечивать базовую нагрузку, независимым от погоды и компактным — но постоянно затмевалась взрывным ростом солнечной и ветровой энергии. Эта динамика быстро меняется. Сочетание политической поддержки, технологических инноваций и растущего спроса на надежную чистую электроэнергию вывело геотермальную энергию в центр внимания так, как это никогда не происходило раньше.
За последние несколько месяцев геотермальный сектор добился беспрецедентного ряда побед. Федеральные и государственные законодатели приняли меры, упрощающие разрешительные процедуры для геотермальных проектов, распространили налоговые кредиты, ранее доступные только для солнечных и ветровых установок, и выделили средства на исследования технологий бурения следующего поколения. Двухпартийная поддержка примечательна в контексте энергетической политики, которая в остальном глубоко разделена по партийным линиям.
В то же время достижения в технологии бурения — многие из которых заимствованы непосредственно из нефтегазовой индустрии — значительно расширяют географический диапазон жизнеспособных геотермальных ресурсов. Методы, такие как усовершенствованные геотермальные системы (EGS), которые создают искусственные водохранилища путем нагнетания воды в горячие горные породы, означают, что геотермальная энергия больше не ограничена вулканическими регионами западных Соединенных Штатов. В принципе, EGS может быть развернута почти повсюду, используя огромные запасы тепла, хранящиеся в земной коре.
Технологическая революция
Трансформация в геотермальной технологии выглядит как пример передачи знаний между отраслями. Десятилетиями геотермальное бурение полагалось на методы и оборудование, которые принципиально не изменились со времен становления отрасли. Скважины были дорогостоящими, медленными в бурении и ограничивались естественными гидротермальными резервуарами, где горячую воду или пар можно было относительно легко получить близко к поверхности.
Революция в нефтегазовой промышленности, которая разблокировала сланцевые формации благодаря горизонтальному бурению и гидравлическому разрыву, теперь начинает переформатировать развитие геотермальной энергии. Компании, такие как Fervo Energy, продемонстрировали, что те же методы направленного бурения, используемые для извлечения нефти из плотных пород, могут быть применены для создания спроектированных геотермальных резервуаров на глубинах в несколько километров.
Подход Fervo предполагает бурение парных горизонтальных скважин в горячих гранитных формациях, а затем стимуляцию пород между ними для создания сети трещин, через которые может циркулировать вода. Холодная вода закачивается в одну скважину, нагревается породой и возвращается на поверхность через другую скважину в виде горячей воды или пара, который приводит в движение турбину. Компания уже продемонстрировала технологию на пилотном проекте в Неваде и переходит к коммерческим операциям.
Другие компании преследуют еще более амбициозные подходы. Quaise Energy разрабатывает технологию микроволнового бурения, которая использует направленную энергию для испарения горной породы, потенциально позволяя скважинам достигать глубин 20 километров и более — далеко за пределами досягаемости обычного бурения. На такой глубине температуры превышают 500 градусов Цельсия, обеспечивая энергетическую плотность, которая сделает геотермальную энергию конкурентоспособной с ископаемым топливом по стоимости за мегаватт.
Крупные технологические компании проявляют интерес
Возможно, самый четкий сигнал о том, что геотермальная энергия перешла порог, — это интерес крупных технологических компаний. Google, Microsoft и Meta все подписали или ведут переговоры о соглашениях о покупке электроэнергии от геотермальных источников для питания своих центров обработки данных. Для этих компаний геотермальная энергия предлагает то, что не могут предложить солнечная и ветровая энергия: круглосуточную чистую электроэнергию, которая не требует массивных систем аккумуляторного хранилища для сглаживания перебоев в подаче.
Привлекательность особенно сильна для центров обработки данных AI, которые работают с очень высокой степенью использования и требуют чрезвычайно надежной электроэнергии. Центр обработки данных, обучающий крупные модели AI, не может позволить себе потерять электроэнергию даже на короткие периоды, что делает базовые источники чистой энергии, такие как геотермальная, особенно привлекательными.
Google была наиболее видимой технологической компанией в геотермальной сфере, партнерствуя с Fervo Energy над проектом в Неваде, который работает с 2023 года. Компания описала геотермальную энергию как ключевой компонент своей стратегии согласования всего потребления электроэнергии с углеродно-свободной энергией на круглосуточной основе к 2030 году.
Благоприятная политическая среда
Политическая среда для геотермальной энергии никогда не была более благоприятной. Закон о снижении инфляции 2022 года расширил налоговые кредиты на производство и инвестиции на геотермальные проекты, впервые поставив их примерно на равных условиях с солнечной и ветровой энергией. Последующее законодательство пошло дальше, финансируя исследования и разработки геотермальной энергии в Министерстве энергетики и директивно указывая Бюро управления земельными ресурсами ускорить выдачу разрешений на федеральных землях.
Действия на уровне штатов были равно важны. Несколько западных штатов приняли законы, которые специально поощряют развитие геотермальной энергии, признавая её дополнением к периодической солнечной и ветровой мощности, которая уже доминирует в их сетях. Техас, у которого нет значительного производства геотермальной энергии в настоящее время, выступил в качестве неожиданного сторонника, с законодателями видящими потенциал в глубоких осадочных бассейнах штата и существующей рабочей силе нефтегазовой промышленности.
Двухпартийный характер этой поддержки отражает уникальное политическое положение геотермальной энергии. Она достаточно чистая, чтобы удовлетворить защитников климата, достаточно промышленная, чтобы привлечь сторонников энергетики, и достаточно национальная, чтобы вписаться в нарративы энергетической независимости. Она также обещает создать высокооплачиваемые рабочие места для рабочих с опытом бурения и нефтегазовых операций — мощный аргумент в штатах, где ископаемое топливо — крупный работодатель.
Масштабируемость и вызовы
Несмотря на импульс, геотермальная энергия по-прежнему сталкивается со значительными проблемами масштабирования. Соединенные Штаты в настоящее время имеют около 3,7 гигаватт установленной геотермальной мощности по сравнению с более чем 200 гигаватт солнечной энергии и примерно 180 гигаватт ветровой. Закрытие этого разрыва потребует массивных инвестиций в буровые установки, развитие рабочей силы и мощности цепи поставок.
Стоимость бурения остается самым крупным препятствием. Геотермальные скважины дорогостоящие — часто 5-10 миллионов долларов каждая — и не все скважины производят коммерчески жизнеспособное тепло. Снижение этих затрат за счет технологических улучшений и обучения на практике необходимо для того, чтобы отрасль достигла масштабов, которые представляют себе ее сторонники.
Использование воды — еще одно соображение. Системы EGS требуют воды для циркуляционного контура, поднимая вопросы о конкуренции за ресурсы в засушливых регионах, где геотермальные ресурсы наиболее доступны. Замкнутые проекты, которые минимизируют потребление воды, разрабатываются, но добавляют сложность и стоимость.
Тем не менее, тенденция очевидна. Геотермальная энергия переходит от нишевого участника к потенциально трансформирующему компоненту чистой энергетической системы. Сможет ли она масштабироваться достаточно быстро, чтобы соответствовать моменту, еще предстоит увидеть, но сочетание технологии, политики и спроса рынка предполагает, что давно упускаемая из виду возобновляемая энергия, наконец, получает свой день.
Эта статья основана на репортажах CleanTechnica. Прочитайте оригинальную статью.
