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1月17日,美国众议院能源和商务委员会通过一项法案,旨在将地热能与石油和天然气置于同等地位。油价网撰文称,美国出台新法案将使地热能与油气行业“平起平坐”,尽管目前有关细节仍在酝酿中,但此举无疑将掀起新一轮地热能开发浪潮,并为新技术的商业化落地带来更多助力。
■提供更多便利
据了解,美国大多数地热能项目都在公共土地上,多年来一直受美国国家环境政策法的约束。该法规于2005年重修时明确规定,过去5年进行过钻探、或完成了钻探环评批准的公共土地,进行任何钻探活动均不受审查,但这只适用于油气项目,不包括地热能项目。
因此,新法案将给美国地热能产业带来重大影响。据悉,新法案由内华达州民主党众议员苏茜·李和加利福尼亚州共和党众议员米歇尔·斯蒂尔共同提出,寻求通过修订美国国家环境政策法来加速地热能开发。
米歇尔·斯蒂尔表示:“新法案将有助于美国更容易地开发更可持续、更清洁、更可靠的能源,为国家能源安全和独立进一步铺平道路。”他强调,地热能开发可以创造更多就业机会,促进中小型城镇和农村地区的经济发展。
苏茜·李也认为,新法案将消除阻碍地热能在可再生能源丰富地区发展的繁文缛节,通过加大地热能开发,美国家庭能源成本将进一步降低。
美国能源信息署指出,与同等发电量的化石燃料发电厂相比,地热能发电厂排放的二氧化碳会减少99%、硫化合物减少97%。
此外,与风能和太阳能等清洁能源不同,地热能是一种高度可靠的基本负荷能源,几乎不受天气、季节、昼夜等因素的影响,可以全年24小时不间断发电,而且可以通过与“风光”电力互相补充,提高电网的安全性和灵活性。除发电外,地热能在供暖制冷、农业干燥、工业用热、浴池游泳等领域也拥有广阔发展前景。
■利用严重不足
不过,全球范围内,地热能潜力虽然巨大,但利用却严重不足。地热能研究机构ThinkGeoEnergy统计数据显示,截至2023年1月,美国是全球最大地热能发电国,拥有装机3704兆瓦。即便如此,根据美国能源信息署数据,截至2022年,地热能仅占美国公用事业总发电量的0.4%。欧洲地热能发展同样如此,该地区地热能发电装机量在电力装机总量中的占比也不足1%。
美国是最早开发利用地热能的国家之一。早在1904年,美国就在加利福尼亚州建成了世界上第一座商业化干蒸汽式地热发电站。目前,美国最大地热发电项目位于加利福尼亚州北部,包含18个地热电站,合计装机容量达到845兆瓦。
美国地质调查局评估称,美国在4公里深度以下的可开发地热资源总量,大约相当于美国目前电力装机容量的30倍。
然而,昂贵的钻井和生产成本、复杂且多样化的地质条件、不确定性的环境影响等一直是地热能开发面临的主要挑战,其中,高成本无疑是最大障碍。
国际可再生能源署指出,2021年至2022年间,地热能的全球平准化度电成本已降至56美元/兆瓦时。尽管这一数字仍远高于公用事业规模太阳能发电项目的36.6美元/兆瓦时和陆上风电项目的40.9美元/兆瓦时,但仅在一年内就降低了22%足以证明地热能发展的未来前景。
■新技术仍需商业化
值得关注的是,一项从页岩油气开发中借鉴的新技术,正在加速走红地热能开发领域。这个名为增强型地热系统的技术,目前尚处于起步阶段,全球约有40多座相关示范工厂。
据了解,地热能根据资源特点可以初步分为浅层地热、水热型地热、干热岩地热和岩浆地热资源,其中储量最大、分布最广的是干热岩型地热资源,但由于干热岩位于地下数千米,且没有天然的传热流体介质,开采难度非常大。例如,美国许多地区就是这种干热岩,缺乏渗透性或流体,无法自然产生地热能。
增强型地热系统在开发干热岩方面能够发挥巨大作用,通过水力压裂等手段在干热岩中建造一个具有渗透性的人造热储,大大增加了岩石渗透率,然后通过至少两口井与地下热储连通,其中一口井向地下热储注水,吸热后从另外一口井流出。
相较单井地热技术,增强型地热系统具有采热量大的显著优势。不过,由于大规模造储和钻井工程,需要大量前期投资,且结垢严重、热储短路等技术问题尚未解决。
2023年底,美国首个增强型地热系统发电厂ProjectRed开始向内华达州电网输送电力。这个由科技巨头谷歌和地热能初创技术公司FervoEnergy联合开发的项目,总装机为3.5兆瓦,足以为2600户家庭提供电力,主要向拉斯维加斯公用事业公司NV能源提供地热能电力。
美国能源部认为,如果增强型地热系统可以成为一种广泛的地热能开发技术,到2050年,地热能可以为美国电网提供90吉瓦稳定且灵活的电力。据悉,美国能源部已投资1.65亿美元用于增强型地热系统的商业研发,以期在2035年前将该技术成本大幅降低90%。
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