美國(guó)能源部(DOE)日前宣布六個(gè)項(xiàng)目將獲得高達(dá)3100萬美元的資金,用于在全國(guó)示范新型地?zé)峒夹g(shù)。這些項(xiàng)目將改善增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)的建設(shè),并展示儲(chǔ)層熱能儲(chǔ)存如何支持美國(guó)能源部的地?zé)崮馨l(fā)展目標(biāo),即到2035年將增強(qiáng)型地溫系統(tǒng)(EGS)的成本降低90%,發(fā)展具有成本競(jìng)爭(zhēng)力的工業(yè)熱脫碳技術(shù),到2035年底將排放量降低至少85%。
地?zé)豳Y源目前在美國(guó)產(chǎn)生約4吉瓦的電力,但美國(guó)能源部最近的一項(xiàng)分析表明,到2050年,EGS技術(shù)可以為美國(guó)電網(wǎng)提供至少90吉瓦的穩(wěn)定、靈活的電力,足以為相當(dāng)于6500多萬美國(guó)家庭供電。用于發(fā)電的地?zé)豳Y源需要流體在地下的熱巖石之間流動(dòng),然后以蒸汽或熱水的形式被吸引到地表。雖然地下熱量無處不在,但許多地方缺乏足夠的水或促進(jìn)回收熱能所需的流體流動(dòng)的條件。在這種情況下,EGS可用于創(chuàng)建人造地下儲(chǔ)層,以利用這些熱量獲取能量。使用EGS開采地?zé)豳Y源需要鉆入地下,并使用井將熱水抽到地表。建造和運(yùn)營(yíng)這些井的成本可能很高。改進(jìn)建造這些井的方法并評(píng)估其性能可以降低EGS和其他地?zé)岚l(fā)電技術(shù)的成本,有助于使地?zé)岚l(fā)電成為一種清潔、經(jīng)濟(jì)高效的選擇。
與通常儲(chǔ)存電能的傳統(tǒng)儲(chǔ)能電池不同,儲(chǔ)層熱能儲(chǔ)存(RTES)技術(shù)可以直接在地下儲(chǔ)層中儲(chǔ)存熱能100小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間,而不需要電力。包括化工、食品生產(chǎn)和林產(chǎn)品在內(nèi)的幾個(gè)行業(yè)消耗了大部分能源來產(chǎn)生熱量,這些熱量用于將材料轉(zhuǎn)化為有用的產(chǎn)品,這使得RTES成為一種重要的工業(yè)解決方案。RTES示范項(xiàng)目將展示該技術(shù)使行業(yè)脫碳的能力,并幫助推動(dòng)在2050年前實(shí)現(xiàn)凈零排放經(jīng)濟(jì)。
美國(guó)能源部選定的六個(gè)項(xiàng)目是:
——克萊姆森大學(xué)(南卡羅來納州克萊姆森,4880182美元):該項(xiàng)目將開發(fā)一種基于人工智能的光聲成像工具,用于高溫高壓測(cè)井,在沒有主動(dòng)冷卻的情況下評(píng)估地?zé)峋耐暾浴?/p>
——?jiǎng)?chuàng)新井下解決方案股份有限公司(德克薩斯州休斯頓,2509545美元):該項(xiàng)目將開發(fā)一種耐用的超聲波測(cè)量工具,能夠在高溫地?zé)岘h(huán)境中運(yùn)行24小時(shí),以評(píng)估井筒施工材料和實(shí)踐。
——?jiǎng)趥愃共死麌?guó)家實(shí)驗(yàn)室(加利福尼亞州伯克利,2016000美元):該項(xiàng)目將開發(fā)一種地?zé)徙@孔完整性評(píng)估工具,旨在評(píng)估極端條件下的井筒完整性,而不需要井下電子設(shè)備。
——洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(新墨西哥州洛斯阿拉莫斯,3674955美元):該項(xiàng)目將開發(fā)一種基于高分辨率聲學(xué)的工具,為在極端條件下評(píng)估EGS組件提供高保真數(shù)據(jù)。
——斯倫貝謝技術(shù)公司(德克薩斯州休斯頓,1000萬美元):該項(xiàng)目將開發(fā)一種鋼絲繩牽引機(jī)輸送系統(tǒng),用于水泥和套管的長(zhǎng)期完整性建模。
——項(xiàng)目開發(fā)解決方案股份有限公司(加利福尼亞州貝克斯菲爾德,7899807美元):該項(xiàng)目將在貝克斯菲爾德的Kern Front油田試行儲(chǔ)層熱能儲(chǔ)存(RTES)示范項(xiàng)目,將地下地?zé)醿?chǔ)層與蒸汽系統(tǒng)和工藝熱換熱器適配。