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约瑟夫摩尔:犹他州是时候挖掘我们脚下的能量了

作者:陈讲运清洁供热分会

地热能具有为每个人提供可再生能源的潜力。

约瑟夫摩尔:犹他州是时候挖掘我们脚下的能量了

(犹他州 FORGE 项目)犹他州大学能源与地球科学研究所正在建设和管理比弗县米尔福德附近的犹他州 FORGE 项目。

当我们考虑犹他州的清洁可再生能源时,太阳能和风能可能位居榜首。然而,还有另一种可能性无限的选择。地热能实际上是我们脚下的热量,它提供了提供无污染、可再生和几乎取之不尽的能源的潜力。

使用地球表面以下的能量并不新鲜。几千年来,人类利用温泉中的热能来做饭和清洁。今天,地热水用于水疗、空间供暖、农业、水产养殖和发电。

在犹他州南部,一品红和菊花生长在用地热水加热的温室中。自 1892 年以来,爱达荷州博伊西一直使用热水为建筑物供暖。犹他大学的 Carolyn 和 Kem Gardner Commons 大楼完全由从地球中提取的能源供暖和制冷,每年可节省约 70,000 美元的能源费用。

犹他州还拥有三座地热发电厂,总发电量为 72 兆瓦,足以供应约 72,000 户家庭。

对于地热能的所有属性,更广泛地采用地热能存在障碍。目前,它是在热水到达地表形成温泉的地区生产的。这些天然地热系统需要三个组成部分:热量、将热量输送到地表的水和热岩中用于水提取热量的渗透通道。

2019 年,美国能源部 (DOE) 设定了到 2050 年利用地热资源生产 60,000 兆瓦电力的目标。目前该国的自然系统仅产生约 2,500 兆瓦的电力,主要来自加利福尼亚州、内华达州和犹他州的资源。

天然地热资源所包含的能源不足以实现 2050 年的目标。尽管可以在深处找到足够的热量,但大多数地下岩石缺乏形成天然地热储层所需的水和渗透性。研究表明,即使从目前可钻探的深度中提取一小部分能量,也能提供美国一年所需能量的数千倍。为了使这种未开发的资源成为国家可再生能源投资组合的重要组成部分,并使美国能源部的 2050 年目标成为现实,必须开发技术来创建自然不存在的地热储层。

犹他州地热能研究前沿天文台 ( Utah FORGE ) 是美国能源部资助的地下实验室,可以测试创建增强型地热系统 (EGS) 储层所需的新技术和工具。该实验室位于比弗县米尔福德附近,由犹他大学能源与地球科学研究所建造和管理。

地热储层的形成将借鉴石油和天然气行业正在使用的工具和想法。通过打开和连接两口深井、大斜度井之间岩石中存在的微小裂缝,将创建储层。

其中第一口井于 2021 年初成功钻探。第二口平行井将于 2022 年底钻探。它们将共同作为这个新开发的 EGS 油藏的注入井和生产井。为了服务于项目和环境,还安装了最先进的地震监测系统,以检测人们无法感受到的低至 -2 级的微地震。

犹他州可以在地热能的扩张中发挥至关重要的作用。一旦实现,EGS 研究取得的进展几乎可以在世界任何地方复制,提供清洁、稳定和可靠的能源。是时候释放我们脚下的热量了。

约瑟夫摩尔:犹他州是时候挖掘我们脚下的能量了

约瑟夫·摩尔

约瑟夫·穆尔,博士,担任犹他州Forge项目的管理主要研究者。他在犹他大学担任土木工程和环境工程系的研究教授以及地质和地球物理系的兼职教授。

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