Находится ли геотермальная энергия на пороге мирового возрождения?

Электросеть Великобритании начала получать свою первую геотермальную энергию на фоне возрождения интереса к геотермальной энергии во всем мире благодаря совершенствованию технологий скважин и растущему спросу на электроэнергию со стороны центров обработки данных. Завод United Downs в Корнуолле будет производить 3 мегаватта электроэнергии, а также производить литий для производства аккумуляторов.

«Давайте назовем это Ренессансом», — говорит Райан Лоу, Генеральный директор Geothermal Engineering Ltd., компании, стоящей за United Downs. “Многое происходит в США. Я думаю, что и в Европе тоже происходит немало, отчасти это обусловлено нашим ненасытным спросом на возобновляемую энергию 24 часа в сутки, 7 дней в неделю”.

Поскольку энергетические сети начинают полагаться на ветровую и солнечную генерацию, которая меняется в зависимости от погоды, геотермальная энергия может обеспечить непрерывную чистую энергию с более коротким временем строительства, чем атомная электростанция, и меньшим воздействием на окружающую среду, чем гидроэнергетика.

Хотя геотермальная энергия обогревала римские бани 2000 лет назад и десятилетиями производила электроэнергию в горячих вулканических точках, таких как Исландия и Кения, в настоящее время она удовлетворяет менее 1 процента мирового спроса на энергию.

Вскоре это может измениться. Международное энергетическое агентство утверждает, что геотермальная энергия может удовлетворить до 15 процентов ожидаемого роста спроса на электроэнергию до 2050 года, производя больше электроэнергии, чем сегодня потребляют США и Индия.

Предприятие United Downs воплотило в себе взлеты и падения отрасли. Добытчики олова и меди уже давно боролись с водой, текущей через разломы в горячем граните под Корнуоллом, и во время нефтяного кризиса 1970-х и 80-х годов в этом районе была пробурена пробная скважина в ходе кратких геотермальных исследований. Ло, геолог, начал проект в 2009 году, но у него возникли проблемы с привлечением денег.

«Это похоже на риск, связанный с нефтью и газом», но с низкой доходностью, «и поэтому он не был так популярен», — говорит он.

United Downs в конечном итоге выиграла гранты на 20 миллионов фунтов стерлингов, в основном от Европейского Союза, и пробурила две скважины в 2018 и 2019 годах на глубину 2393 метра и 5275 метров, что глубже, чем у большинства проектов того времени. Там радиоактивный распад изотопов урана, тория и калия нагревает воду до 190°C (374°F) под высоким давлением. Насос в более глубокой скважине вытягивает воду на поверхность, где она производит пар, который вращает турбину и вырабатывает электричество.

Позже Ло заново открыл еще кое-что, что заметили шахтеры: поднимающаяся вода была богата литием, элементом, критически важным для аккумуляторов электромобилей. Его будут удалять с помощью пластиковых шариков с химическим покрытием, промывать пресной водой и закачивать CO2, чтобы на начальном этапе производить 100 тонн порошка карбоната лития в год с целью постепенного увеличения объема до 2000 тонн. Затем геотермальная жидкость будет стекать по более мелкой скважине и через разломы в породе к более глубокой скважине, поддерживая давление в пласте.

Частично благодаря литию, который мог бы принести в 10 раз больше дохода, чем электричество, United Downs смогла привлечь 30 миллионов фунтов стерлингов в виде прямых инвестиций.

«Дополнение к добыче полезных ископаемых внезапно начало делать этот сектор очень привлекательным», — говорит Лоу, у которого есть разрешения на строительство двух 5-мегаваттных электростанций.

Перспективы более многообещающие в странах ЕС, таких как Венгрия, Польша и Франция, чем в Великобритании. У них горячая вода ближе к поверхности и может развивать По данным аналитического центра Ember, 43 миллиарда ватт геотермальной энергии по цене менее 100 евро за мегаватт-час, аналогично углю и газу.

«Вы все еще наблюдаете за электросетями, в которых преобладают ветер, солнечная энергия, гидроэнергия и батареи», — говорит Фрэнки Мэйо в Эмбере. «Но это не означает, что предсказуемая низкоуглеродная генерация не играет действительно важной роли».

А геотермальная энергия теперь становится экономичной за пределами неглубоких горячих точек благодаря методам гидроразрыва нефти и газа. Fervo Energy, дочернее предприятие Стэнфордского университета в Калифорнии, строит геотермальную электростанцию мощностью 115 мегаватт для питания центров обработки данных Google в Неваде и сократила время бурения скважины с 60 дней до 20 с помощью алмазных долот.

Компания также бурила горизонтальные скважины и закачивала воду под высоким давлением, чтобы расколоть породу между ними. Это создает десятки горячих трещин, через которые может течь вода, а не всего несколько, как в проекте с вертикальными скважинами, таком как United Downs.

Ожидается, что эта «улучшенная геотермальная энергия» расходы менее 80 долларов за мегаватт-час к 2027 году, что делает его жизнеспособным на большей части территории США, согласно исследованию, проведенному Роланд Хорн в Стэнфордском университете и его коллеги. Администрация президента Дональда Трампа сохранила налоговую льготу на геотермальную энергию, введенную во время предыдущей администрации.

В США геотермальная энергия к середине столетия может производить не менее 90 миллиардов ватт, что составляет около 7 процентов нынешней мощности. согласно в Министерство энергетики.

«Ваши затраты несколько выше, если вы занимаетесь гидроразрывом», — говорит Хорн. «Но если вы получаете от него в три-четыре раза больше энергии, это улучшает экономику и делает его в среднем конкурентоспособным с солнечной, ветровой и газовой энергией».

Усовершенствованную геотермальную электростанцию в Германии пришлось временно закрыть после вызывая землетрясение магнитудой 2,7 в 2009 году, а также были высказаны опасения по поводу возможного загрязнения воды. Но Хорн говорит, что это можно предотвратить. И по мере того, как будут построены более совершенные геотермальные источники энергии (в США реализуется по крайней мере полдюжины проектов мощностью более 20 мегаватт), сообщества и кредиторы, вероятно, будут чувствовать себя более комфортно, говорит он. Бен Кинг в аналитическом центре Rhodium Group.

«Я бы не ожидал, что это произойдет повсюду, но оно, безусловно, может играть возрастающую роль в энергосистеме», — говорит Кинг, — «особенно если вы посмотрите на 2050 год, когда у вас будет вдвое, втрое больше электроэнергии, чем нам нужно, потому что у нас есть все эти новые устройства, которые мы подключаем».

Темы: