『剥皮岩石:俄勒冈州纽伯里火山的地热井正在测试新的岩石破裂技术。 』
液压压裂技术的应用已经解放了大量新的天然气沉积物。现在,总部位于西雅图的初创企业Alta Rock正在开发一种可以以类似方式开采地热能的技术,这使得Edge 成为美国不带碳排放的主要电力和热量来源。
今年早些时候,俄勒冈州俄勒冈州纽伯里山附近的阿尔塔岩(Alta Rock)验证了该技术的关键部分,这是类似于破裂的过程。正如液压压裂需要将高压液体泵入地下页岩地层以释放被困在那里的天然气和油一样,这项新技术也可以释放储存的地下热量。与太阳能和风不同,这些热量每天二十四小时,无论天气状况如何,都可以使用。
现在,地热电厂仅提供世界能源需求的一小部分 - 在美国,这是世界上最大的地热能开发国家之一,地热发电厂的安装能力仅占燃煤发电厂的1%。
主要问题是传统的地热发电厂依靠地质条件的罕见组合。热岩必须伴随大量的热水和水蒸气,可以轻松地将其吸引到地面上,以驱动蒸汽轮机的发电。岩石的形成必须足够多孔,以使水连续循环并反复加热以维护发电站的运行。 (地热泵有时用于加热和凉爽的房屋,但是这些设备不足以发电,因为它们在较低的温度下运行。)
尽管这种地质结构很少见,但地热储量确实很大。在可以通过钻孔(10公里深)到达的深度内,在美国储存的热量可以使用数千年。包括该公司在内的几家公司正在试图找到获得更多地热热的方法。
基本思想是改变岩石的结构,使水可以流过它(研究人员称其为发电机储层增强的地热系统,即EGS)。这需要正确的方法将冷水泵入岩石地层,这将导致岩石中的现有裂缝扩展,以便水通过。人们过去曾尝试过很多次 - 他们的努力可以追溯到几十年。但是,很难获得足够的热水来证明钻井和建造电厂的投资是值得的。
该解决方案利用了天然气采矿业的解决方案。允许公司生产有利可图的天然气的主要进步之一是能够沿井以多个点破裂的岩石,从而减少需要挖掘的钻孔数量。他们的方法是暂时阻塞一部分钻孔,以便在本节中执行液压压裂,然后移至另一部分。
人们早就知道,同样的方法可以增加地热井的热水产量。但是,无法使用液压压裂过程中阻塞钻孔的技术。地热井通常要热得多,必须设计以适应更大的水流。
从本质上讲,发明了一种新的阻塞钻孔工具。在纽伯里火山附近的地热井中,事实证明,用特殊聚合物暂时阻止地热井是可行的。这种材料在一段时间内被注入热岩层后降低,使公司可以移至地热的另一部分。使用此技术,在井的三个不同区域进行了破裂操作。在未来的商业化项目中,每个地热井可能在七个或更多地点破裂,这可以“大大降低成本”。她说,这项技术是使EGS能够与煤炭竞争的关键。
但是,尽管技术是一个关键的进步,但地热能仍处于起步阶段。康奈尔大学可持续能源系统教授杰斐逊测试师说:“技术很重要,但仅解决问题的一部分。”他说,仍然存在一些工程挑战,解决这些问题需要持续的财政支持,不仅支持正在进行的项目,而且还支持其他几个项目。他说,现在需要的是足够数量的示范项目,向行业证明地热发电厂是明智的投资选择。他估计,数十年来占美国总发电量的10%。
说,的地热发电站可以在2016年开始发电,但仍有很多工作要做。下一步是在附近钻另一井,该井将越过公司使用其破裂技术创建的多孔岩层。工程师将把水泵入第一孔,使水通过岩石循环并加热。然后将水从第二孔中抽出,以在发电厂中产生蒸汽。
在过去的EGS项目中,此阶段存在多个问题。有时,水从一个井流到另一井过快,不够热。有时,水会消失成岩石中未知的裂缝,永远不会回来。为了解决这些问题,正在开发新技术来监测水的流动。
这也是通用电气的合作,以改善使用热水发电的方法。包括将热水转移到驱动涡轮机的工作流体。该方法可以进一步增加地热动力站的输出功率。
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