地热发电厂使用具有两种常见成分的水热资源:水(水)和热量(热)。地热植物需要高温(300至700华氏度)的热液资源,可能来自干蒸汽井或热水井。我们可以通过将井钻入地球并将蒸汽或热水填充到地面来使用这些资源。地热井是一到两英里深的。美国产生的地热电比其他任何国家都要多,但是它产生的电量少于美国生产的电力的一半。只有四个州拥有地热发电厂:加利福尼亚 - 拥有33个地热发电厂,可生产该国近90%的地热电力。内华达州 - 有14个地热电厂。夏威夷和犹他州 - 每个都有一个地热植物,有三种基本类型的地热发电厂:
• 旨在用于从太阳、水、风、地热或水热资源、增强型地热系统或其他可再生资源中生产能源的财产; • 燃料电池、微型涡轮机或能源存储系统及组件; • 电网现代化设备或组件; • 设计用于碳捕获、运输、去除、使用或封存/储存的财产; • 设计用于精炼、电解或混合任何可再生或低碳低排放的燃料、化学品或产品的设备; • 设计用于生产节能技术的财产(包括用于住宅、商业和工业应用); • 轻型、中型或重型电动或燃料电池汽车、电动或燃料电池机车、电动或燃料电池船舶或电动或燃料电池飞机;上述汽车、机车、船舶或飞机的技术、组件和材料;以及与上述汽车、机车、船舶或飞机相关的充电或加油基础设施; • 总重量不低于 14,000 磅的混合动力汽车;以及用于这些车辆的技术、部件和材料;以及 • 旨在减少温室气体排放的其他先进能源资产。4 预期的 FOA 将包括生产或回收上述任何法定类别资产的项目,项目的选择部分基于它们是否有能力加强关键的国内供应链,从而到 2035 年实现零排放电力部门并在不迟于 2050 年实现全经济净零排放。例如,在美国能源部 2022 年 2 月的报告“保障美国的清洁能源供应链”中,能源部确定了优先需要取向电工钢、连续换位导体、铜线、铜绕组、大型电力变压器 (LPT) 套管、储油柜、储油柜内胆和大型电力变压器来支持电网现代化;多晶硅、压延玻璃、铝、锭、晶圆、电池、支架、模块、逆变器和系统来支持太阳能光伏;钕和镝合金、钕磁铁、半导体、大型铸件、锻造环和
地热能(“我们脚下的热量”)长期以来一直被誉为几乎无法取之不尽的大量基本电源来源(Tester等,2007),但在全球能量组合中仍然是可再生能源的利基提供者。最近,地热能提取已成为具有巨大潜力的重要清洁能源。这在很大程度上是由于最近从热,干岩(HDR)提取地热的概念的爆炸驱动的,克服了对稀有和地理上稀疏的水热资源的需求,并为“任何地方的地热”创造了希望。已经提出了几种概念来提取HDR的能量。宽松地,这些概念属于“增强(或工程)地热系统”(例如)的权限,尽管某些文献将诸如闭环地热系统(Beckers等,2022)和连接的多边系统(Holmes等,2021)(创建“热交所”(Heateanger Asshep As Sparted Geother)(ag as and Geotherm)(Hymes et and System)(Holmes et al,2021)分类(Beckers等,2022)。在这种情况下,经典EG是指一个概念,其中两个(或更多)井是通过资源中的断裂网络连接的。连接裂缝网络是通过液压压裂和/或水力剪切(在资源中重新激活现有的天然断裂)创建的。在配对井之间创建了连接的断裂网络后,就可以通过喷油器孔注入工作流体。流体流过资源中的连接网络,提取热量,然后通过配对生产商产生。Fervo(Norbeck等,2023)和犹他州Forge(Allis and Moore,2019年)的最新成功使EGS更接近现实。语义,自1970年代开始在芬顿山(Fenton Hill)开始以来,经典的EGS方法历史上一直受到最大的关注和资金(Brown等,2012)。这两个示范项目均处于200°C左右的温度下。最近,对这些成功在Superhot Rock(SHR)中的成功兴趣,资源温度超过375°C,已经蒸蒸日上,这证明了美国能源部关于下一代地热的商业升降机报告的最新途径(2024)。同时,创新在AGS地区继续进行,Eavor(Holmes等,2021)和XG(Moncarz和Suryanarayana,2022年)取得了进展。Khodayar和Björnsson(2024)对已实施或正在开发的各种常规(水热)和非常规(例如,AGS,地热存储)系统提供了出色的评论。
美国以超过4吉瓦的能力领导着世界地热力,足以供应约300万所房屋。对于地热能产生,需要三个关键要素:地下岩石的热量,一种足够的流体将热量带到表面,以及通过热岩石运动的流体运动。裂缝(例如裂缝)的小途径有助于自然系统中这种流体流动,其中存在热,流体和渗透率会产生地热资源。传统的水热资源都有所有三个要素,但是EGS技术通过将液体注入热岩石中以增强发电的条件来创建人造储层。这可以为数百万户主提供动力,而Geovision的2019年分析表明,到2050年,超过4000万座房屋,而2023年的地热射击增强了分析,分析了大约6500万户房屋的更高潜力。此外,由于这些岩层也容纳热能,还探索了电力生产的沉积地热资源。地热发电厂从地下储层中利用液体来驱动发电的涡轮机,然后将其重新注射回到水库中。地热发电厂是罕见的自然发生,蒸汽直接为涡轮发电而发电。托斯卡纳的Larderello地热发电厂是世界上最古老的干蒸汽发电厂。干蒸汽发电厂在加利福尼亚州的间歇泉中使用蒸汽技术,如今仍然很重要。地热发电厂利用地球内部的能量发电。然而,由于提取率高,功率已降至1.5 gw。最古老的地热植物建于1904年,在意大利建造,依靠热地下温度来产生蒸汽,这驱动涡轮机发电。这些植物受其高温要求和低流量流速的限制。最大的地热电来源是北加州的间歇泉的干蒸汽厂,该厂于1924年首次开始钻探。在1980年代后期的最高生产中,它产生了2吉瓦的电力,可与两个大型煤炭或核电站相当。闪存循环蒸汽厂是最常见的类型,因为它可以利用较低的温度和压力。必须将水在180°C以上加热以产生蒸汽,然后驱动涡轮机。将剩余的水循环回井中,并用于加热目的。此方法由于更复杂的组件而增加了成本,但仍与常规电源竞争。二进制循环植物预计将来将成为最广泛使用的地热植物类型,因为它们可以利用低温水利用能量。他们使用具有低沸点流体的二次环,例如戊烷或丁烷,该循环蒸发和驱动涡轮机。此方法允许更广泛地应用地热能,尤其是在已知热点外部。在此处给定文章