超越化石燃料:丹尼爾·昆茨談地熱能

美國地熱公司總裁兼執行長就其行業面臨的障礙發表看法


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編者注:此問答是《大眾科學》進行的一項調查的一部分,該調查針對從事開發和實施非化石燃料能源技術的公司高管。

目前,哪些技術障礙最阻礙地熱能的增長?在不久的將來和更長遠的時間裡,克服這些障礙的前景如何?
目前,地熱開發的最大障礙是缺乏足夠的直接經濟激勵措施來鑽探地熱資源。目前沒有重大的技術障礙阻礙當前的增長和發展。與石油和天然氣行業一樣,地熱行業將受益於一項強有力的、有針對性的和適當的稅收激勵措施,該措施直接與生產和注入井鑽探的支出掛鉤。目前,隨著奧巴馬政府認識到開發國內、可再生和清潔能源以確保我們國家未來的長期戰略必要性,可再生能源領域的前景看起來不錯。

將地熱能擴大規模以服務於國家或全球客戶群是否存在障礙?
今天,將地熱能擴大規模以服務於全球客戶群存在重大障礙,因為目前對地熱的大部分投資都用於對規模有限的淺層和已知地熱資源區域進行本地化開發。現實情況是,根據麻省理工學院 2006 年關於地熱能未來的報告中概述的工程地熱系統 (EGS),地熱開發具有巨大的擴大規模的潛力。在 EGS 開發中,不存在發現能源失敗的風險。它以巨大的數量存在於地下七到十公里的地球火山系統的熱量中。挑戰在於開發能夠提取熱量並將其輸送到地面的系統來發電。

深層鑽探已經在石油和天然氣發現中進行,但由於所需井徑的增加,EGS 需要特別注意。這個概念要求我們在那些深度構建一個“茶壺”,透過選擇合適的地下岩石條件,然後在原位破裂岩石。一旦“茶壺”破裂,可以用來煮水,一對井將協同執行,一個井用於將水(甚至二氧化碳)注入茶壺,第二個井用於讓蒸汽或氣體逸出到地面,在那裡它將轉動傳統的渦輪機和發電機裝置。承諾是這些系統將是非常大的發電站,建得更靠近負荷中心以消除傳輸問題,並且將是一種清潔和可再生的電力來源。這個概念需要聯邦政府的大力推動,就像 20 世紀 30 年代及以後開發的大型水力發電大壩一樣。鑑於目前美國納稅人資助的經濟危機救助的規模和範圍,為 EGS 示範基地投入適度的 10 億美元將是對未來能源開發的一項非常明智的投資。

現有的能源基礎設施是否可以應對地熱能的增長?或者,這也需要進一步修改嗎?
當前地熱開發的優勢在於,專案開始時規模相對較小,例如 20 到 50 兆瓦,這些設施可以新增到現有的輸電系統中,而不會出現太多重大問題。較大和更多地熱電廠的中長期開發將需要不斷升級和改進我們的輸電系統,以便可以在更偏遠地區建設地熱專案,可以在不使已經負載的輸電系統過載的情況下增加新的發電能力,並且電網可以更智慧地最佳化電力供應和需求的峰谷。

鑑於當前的經濟危機,您的行業能否獲得必要的資本(來自公共或私人來源)來充分資助其增長?
是的,如果專案具有良好的地熱資源和儲層資料。可再生能源專案仍然可以吸引投資者和資金。地熱能是基本負荷電力,比風能等間歇性來源更可靠,因此對公用事業公司更具吸引力。主要的融資問題回到了最初的地熱儲層發現和開發鑽探的成本。這種型別的資本風險較高,並且在華爾街和華盛頓施加給我們的困難的金融環境中更難找到。

從戰略角度來看,地熱能更大的競爭對手是什麼:是現有的煤炭、石油和天然氣技術,還是其他替代能源技術?
這是一家公用事業公司在電力增量方面的選擇。例如,許多公用事業公司一直使用天然氣發電作為滿足高峰需求的電力來源。其他公司則著眼於長期使用煤炭,並試圖尋找更短期的替代來源。位於可再生能源組合標準州內的公用事業公司將需要越來越多的可再生能源,在這些情況下,地熱能與風能、生物質能和太陽能競爭。

您和您行業中的其他人在五年內旨在實現的成本目標是什麼?
地熱行業的成本目標是努力保持與傳統能源的競爭力。這需要增加發電裝置和電廠建設服務供應商的數量,以及降低基本材料和供應的成本,這些成本在過去幾年中急劇增加。為了保持競爭力,地熱行業還需要低成本資本,因為前期開發成本相對較高。這可以透過更量身定製和針對該行業的具體聯邦稅收激勵措施來實現。一旦前端資本成本得到償還,地熱發電作為基本負荷來源,其持續成本非常低,因為它不需要像天然氣、煤炭或鈾那樣每年購買市場驅動的燃料元件。

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