地熱能具有為每個人提供可再生能源的潛力。
(猶他州 FORGE 專案)猶他州大學能源與地球科學研究所正在建設和管理比弗縣米爾福德附近的猶他州 FORGE 專案。
當我們考慮猶他州的清潔可再生能源時,太陽能和風能可能位居榜首。然而,還有另一種可能性無限的選擇。地熱能實際上是我們腳下的熱量,它提供了提供無汙染、可再生和幾乎取之不盡的能源的潛力。
使用地球表面以下的能量並不新鮮。幾千年來,人類利用溫泉中的熱能來做飯和清潔。今天,地熱水用於水療、空間供暖、農業、水產養殖和發電。
在猶他州南部,一品紅和菊花生長在用地熱水加熱的溫室中。自 1892 年以來,愛達荷州博伊西一直使用熱水為建築物供暖。猶他大學的 Carolyn 和 Kem Gardner Commons 大樓完全由從地球中提取的能源供暖和製冷,每年可節省約 70,000 美元的能源費用。
猶他州還擁有三座地熱發電廠,總髮電量為 72 兆瓦,足以供應約 72,000 戶家庭。
對於地熱能的所有屬性,更廣泛地採用地熱能存在障礙。目前,它是在熱水到達地表形成溫泉的地區生產的。這些天然地熱系統需要三個組成部分:熱量、將熱量輸送到地表的水和熱巖中用於水提取熱量的滲透通道。
2019 年,美國能源部 (DOE) 設定了到 2050 年利用地熱資源生產 60,000 兆瓦電力的目標。目前該國的自然系統僅產生約 2,500 兆瓦的電力,主要來自加利福尼亞州、內華達州和猶他州的資源。
天然地熱資源所包含的能源不足以實現 2050 年的目標。儘管可以在深處找到足夠的熱量,但大多數地下岩石缺乏形成天然地熱儲層所需的水和滲透性。研究表明,即使從目前可鑽探的深度中提取一小部分能量,也能提供美國一年所需能量的數千倍。為了使這種未開發的資源成為國家可再生能源投資組合的重要組成部分,並使美國能源部的 2050 年目標成為現實,必須開發技術來建立自然不存在的地熱儲層。
猶他州地熱能研究前沿天文臺 ( Utah FORGE ) 是美國能源部資助的地下實驗室,可以測試建立增強型地熱系統 (EGS) 儲層所需的新技術和工具。該實驗室位於比弗縣米爾福德附近,由猶他大學能源與地球科學研究所建造和管理。
地熱儲層的形成將借鑑石油和天然氣行業正在使用的工具和想法。透過開啟和連線兩口深井、大斜度井之間岩石中存在的微小裂縫,將建立儲層。
其中第一口井於 2021 年初成功鑽探。第二口平行井將於 2022 年底鑽探。它們將共同作為這個新開發的 EGS 油藏的注入井和生產井。為了服務於專案和環境,還安裝了最先進的地震監測系統,以檢測人們無法感受到的低至 -2 級的微地震。
猶他州可以在地熱能的擴張中發揮至關重要的作用。一旦實現,EGS 研究取得的進展幾乎可以在世界任何地方複製,提供清潔、穩定和可靠的能源。是時候釋放我們腳下的熱量了。
約瑟夫·摩爾
約瑟夫·穆爾,博士,擔任猶他州Forge專案的管理主要研究者。他在猶他大學擔任土木工程和環境工程系的研究教授以及地質和地球物理系的兼職教授。