以下是未来解决美国能源和排污问题的一幕:全美各地都矗立着成百上千的钻井架。它们是用来干什么的?钻探石油?不是!这些钻井架是用来寻找地下能产生电能的热岩。如果这一设想得以实现,其产生的电能足以满足美国电力需求的10%,并且这一过程几乎不产生温室气体。这便是“增强式地热开采系统(EGS)”给我们带来的希望,麻省理工学院(MIT)的研究人员在最近的一份报告中对该系统进行了大胆展望。
但增强式地热开采系统的发展之路并非一帆风顺,具体说来有两个主要困难摆在它面前。首先,在未来10年需要投入约8亿美元以支持钻探技术的研发;其次,美国能源部(DOE)计划撤掉对地热开采计划的经费支持。
今年2月5日,DOE公布了资金为243亿美元的2008年度财政预算,其中增加了核能、可再生能源研发项目的科研经费,但地热能项目却被拒之门外。面对质疑,DOE发言人克雷格·斯蒂文斯(Craig Stevens)解释说,地热能研究“已经进入主流”,DOE只重点扶持新技术的研发。
地热发电的部分技术确已成熟。几年过去了,美国西部几个地区的主要天然热泉都能见到地热发电站的踪影,地热发电已经占到全美电能总产量的0.3%。
美国地热公司的克里斯·哈里曼(Chris Harriman)正在检测爱达荷州的一口注入井。像使用这种传统技术的地热发电形式的供电能力非常有限,而使用新技术的地热发电可为美国提供10%的电力。
“似乎美国的大片地方在不远的将来都适于地热开发,而这些地方在过去从未被考虑过,”由DOE支持、MIT组织的18人小组成员撰写的报告指出:“美国大部分地区进行地热能开发的主要技术需求均已到位,剩下的目标都能轻易达到。”
自上世纪70年代开始,若干增强式地热开采系统已在美国的6个地区进行了测试,现在法国和澳大利亚也正在进行该系统的测试。随着石油、天然气钻探技术的改进,该系统的未来也愈发看好。
石油开采主要是在一些较软的、可渗透的岩石中进行的。但开采地热能可没这么轻松,常常需要在坚硬的岩石层中凿出深达6英里的钻井。
MIT的报告提到,建设一个功率为25～100兆瓦的地热发电站,钻井会耗去投资的60%。报告估测,现在在新罕布什尔州的花岗岩中钻一口2.3万英尺深的井,大约耗资1500万美元和耗时近半年。与之形成鲜明对比的是,2004年钻一口深约1.58万英尺的油井,平均花费750万美元。报告还指出,随着研发的深入,新技术将有助于减少钻井的费用。
“总之,报告表明了地下确实存在丰富的资源,有待我们去开发利用,”华盛顿地热能协会经理卡尔·贾维尔(Karl Gawell)表示,“这正是政府对地热能不予重视的原因,而他们的态度却与报告的内容相悖。”DOE2006财政年度对地热研究的预算是2400万美元,这在联邦政府的几项可再生能源研究中是最少的。在白宫的压力下,DOE竟再次削减了2007年地热研究科研经费。最近,国会通过了对DOE能量效率与可再生能源办公室3亿美元的追加拨款,但这笔钱却从未分配到地热研究项目上。
“政府对地热能开发的态度极不友善,”参议院多数党领袖哈利·瑞德(Harry Reid)在2月1日给DOE部长萨缪尔·波德曼(Samuel Bodman)的信中写道。瑞德称:DOE2007财政年度减少对增强式地热开采系统的预算将会“适得其反”,他要求DOE将科研经费至少恢复到2006年的水平,“地热拥有满足西部新的电力需求的潜力。”
随着技术的改进和经费的保证,地热发电站生产的电能价格将会从现在的每千瓦时8～9美分降到低于5美分,这样它就能对大型火电厂形成有力的竞争。另外,增强式地热开采系统产生少量温室气体的优势也会使得地热能倍受青睐。
据估测,到2050年地热发电站的总功率有望达到10万兆瓦,相当于200个大型火电站的总功率。美国政府计划在未来25年内关闭一批旧发电站,许多大型火电站甚至核电站也不能幸免;而地热站有望填补这方面的缺口。