在过去数月间，科技巨头如亚马逊与微软纷纷将目光投向核能领域，然而，元宇宙平台公司与谷歌等科技巨头却另辟蹊径，将投资重心聚焦于地热能这一低碳能源上。据美国能源部地热技术办公室主任劳伦·博伊德透露，谷歌等公司在地热能领域的最新动向预示着这项技术或将迈入广泛商业应用的新阶段。

《自然》网站报道称，随着技术的持续革新与政策制定者的热情推动，地热能技术的新纪元即将到来。

地热发电技术备受业界瞩目

地热发电，作为一种利用地下热水和蒸汽作为动力源的新型发电技术，正日益受到业界的广泛关注。该技术通过将地下的热能转化为机械能，进而再将机械能转化为电能，实现了能量的高效转变。

美国费尔沃能源公司正积极将石油和天然气钻探领域的先进技术“移植”到地热领域。2024年10月17日，该公司位于犹他州比弗县的地热发电厂扩建计划获得了美国土地管理局的批准。该工厂预计电力产能将高达2000兆瓦，足以满足200万户家庭的用电需求。目前，该工厂已实现400兆瓦的产能，并计划于2028年前为谷歌公司的数据中心及其他客户提供全天候的清洁电力供应。

事实上，早在2021年5月，谷歌就与费尔沃公司签署了关于开发下一代地热发电项目的合作协议。而在2024年6月12日，谷歌再次宣布与因威能源公司达成协议，为其内华达州的数据中心提供地热电力。

此外，去年8月，赛捷地理系统公司也宣布将于2027年前为元宇宙平台公司的数据中心提供高达150兆瓦的地热能。这一协议将极大地推动地热能在美国的广泛应用，同时也是落基山脉以东地区首次采用下一代地热能技术。

对于此次合作，美国能源部前副部长戴维·特克表示，美国正致力于增加清洁电力供应，而地热能将成为推动这一变革的重要力量。

增强型地热系统：理论上的可行方案

传统地热能的应用主要局限于拥有天然地下热水库的地区，而这些地区数量有限且分布不均。然而，赛捷、费尔沃等公司正在开发的项目则不再依赖这些天然的热水库，而是主动创建地下温泉。

这些项目通过从地面向下钻出深达数公里的洞，直达温度约为200℃的岩石层。然后，在高压下向洞内注入水和沙子，使岩石产生裂缝并增加其渗透性，从而形成一个热水储蓄层。接着，再钻一个洞来连续不断地提取这里的热水，并将热水加压用于发电。

自20世纪70年代以来，科学家一直在探索这种增强型地热系统（EGS），但大多都未能成功提取出大量能量。然而，在过去的十年里，科学家利用石油和天然气行业取得的技术进步对EGS进行了改进，使其焕发了新的生机。

美国能源部于2014年启动了地热能研究前沿瞭望台计划（FORGE），该计划带来了许多创新性方法，成功地将钻井成本降低了一半，为EGS的商业化应用铺平了道路。费尔沃公司的两个早期试点项目所取得的成果也表明，EGS概念不仅可行，而且能够利用现有工具实现。

风险与成本问题仍需关注

尽管EGS具有巨大的潜力，但其发展道路并非一帆风顺。部分原因在于，工程中涉及的水力压裂过程可能会带来地震风险。此前，在瑞士巴塞尔以及韩国浦项进行的两个项目就因水力压裂导致地震而被迫搁置。

鉴于此，FORGE项目及费尔沃等公司正遵循美国能源部的指导，尽可能抑制诱发地震的活动，并使用地震仪对现场进行持续监测。一旦地震活动超过某个阈值，他们就会立即停工。

为了降低风险，加拿大Eavor公司采取了更为稳健的策略。他们开发了“Eavor-Loop”地热发电技术，该技术采用一套安装在地下3000米到4000米的封闭管道系统以及与该系统连接的地面设备。通过水在地下管道和地面设备间的流动，将地下热能带到地上用于发电。由于无需进行压裂造缝，该技术没有诱发地震的风险。

目前，Eavor公司正在德国格雷茨里德附近建设第一座商业地热发电厂。该工厂将深入地下4500米，开采温度达到160℃的水，为附近城镇提供供暖服务。

此外，地热能的开采和使用成本也成为科学家和业界关注的焦点。美国普林斯顿大学能源系统研究员威尔森·里克斯指出，向地下钻探数公里深的成本非常昂贵，每个钻孔的成本可能高达数百万美元。尽管随着技术的不断发展，下一代地热能技术的成本有望逐渐降低，但目前仍高于许多其他形式的能源。然而，鉴于地热能具有随时可用的特点，它有望成为太阳能、风能等低碳能源的重要补充。

（文章来源：科技日报，图片来源于网络）