Новый вид Геотермальной электростанции только что сделал интернет немного зеленее

Новый тип Геотермальной электростанции только что сделал Интернет немного более экологичным

Ранее в этом месяце один уголок интернета стал немного зеленее благодаря первому в своем роде геотермальному проекту в пустыне северного Невады. Проект Red, разработанный геотермальным стартапом по имени Fervo, начал поставлять электроны на местную сеть, включающую центры данных, управляемые Google. Компания поиска инвестировала в проект два года назад в рамках своих усилий по обеспечению работы всех своих центров обработки данных на зеленой энергии 24/7.

Проект Red небольшой – производит от 2 до 3 мегаватт энергии, что достаточно для питания нескольких тысяч домов – но это решающая демонстрация нового подхода к геотермальной энергии, которая может позволить использовать природное тепло Земли в любой точке мира. Горячие породы везде, температура которых повышается на сотни градусов по Фаренгейту уже в нескольких милях от поверхности, но геотермальные электростанции составляют всего лишь небольшую часть глобального электроснабжения. Это в основном связано с тем, что они строятся в местах, где можно легко получить горячую воду, например, горячие источники и гейзеры. Горячая вода подается на поверхность, где она превращается в пар и приводит в действие турбины.

Невадский сайт, являющийся «усовершенствованной» геотермальной системой или EGS работает по-другому. Вместо того чтобы бурить в естественную гидротермальную систему, Fervo проникла в скалу, полностью сухую, и создала искусственный горячий источник, прокачивая воду вниз, которая возвращает на поверхность горячей. Эта стратегия основана на разработанных нефтегазовой промышленностью методах гидравлического разрыва. Fervo пробурила две скважины, каждая из которых простирается на более чем 7000 футов вниз, прежде чем полностью уходит в горизонтальное положение. Затем они соединили их гидроразрыхлением, создав трещины в скале, соединяющие две скважины. Вода входит в одну скважину холодной и выходит из другой с достаточно высокой температурой, чтобы приводить в действие турбины и генерировать электроэнергию.

Fervo объявила, что ее эксперимент прошел успешно этим летом после месячного испытательного срока, во время которого температура на дне скважин достигла 375 градусов по Фаренгейту (191 градус Цельсия), и достаточное количество воды протекало через систему, чтобы произвести приблизительно 3,5 мегаватт электричества. По словам исполнительного директора Fervo Тима Латимера, эти показатели сохраняются примерно на одном уровне с того момента, что свидетельствует о том, что проект готов к подключению к сети на длительный срок. Скважины в Неваде были пробурены достаточно близко к традиционной геотермальной электростанции, поэтому проект может использовать существующие турбины и линии электропередачи для подачи электроэнергии в сеть.

Хотя производительность на данный момент не достигает первоначальной оценки Fervo в 5 мегаватт, упомянутой при анонсе совместного проекта с Google, Латимер говорит, что новые настройки могут увеличить производительность электроэнергии в будущем. По его словам, на данный момент проект является первым, достигшим такого высокого уровня производительности. В настоящее время в Северо-Восточной Франции две электростанции производят электроэнергию из сухих пород, однако они работают при гораздо ниже температуре и полагаются на использование естественных дефектных систем в скале. Латимер считает, что результаты Fervo указывают на то, что данная стратегия может быть масштабирована.

Геотермальная энергия может помочь Google справиться с тем вызовом, с которым сталкиваются все технологические компании, стремящиеся снизить влияние энергоемких центров обработки данных. Ветер и солнце уже питают значительную часть облачных вычислений, на которых основаны интернет-сервисы и приложения, но поскольку ветер и солнце не всегда доступны, обеспечение непрерывного потока энергии из них также ограничено.

В последние годы Google приобрел достаточное количество возобновляемой энергии, чтобы покрыть годовую потребность его данных в энергии, но в любой определенный час дня, на любой сети электроснабжения, электричество, поступающее в центр обработки данных, может быть получено из более загрязненных источников. Компания сейчас работает над более амбициозной целью на 2030 год – обеспечить непрерывную чистую энергию на местных сетях, где находятся ее центры обработки данных. Геотермальная энергия является ведущим кандидатом для реализации этой возможности. «Есть очень небольшое количество вариантов технологий, которые мы можем масштабировать», – говорит Майкл Террелл, старший директор по климату и энергии в Google.

Компания исследовала другие варианты, такие как новые типы малых ядерных реакторов или водородное топливо, произведенное с помощью возобновляемой электроэнергии, но, вероятно, эти проекты потребуют больше времени для разработки. «Среди следующего набора технологий после ветра, солнца и литий-ионных аккумуляторов это первая, которая уже дает электроэнергию», – говорит Террелл о новой геотермальной электростанции в Неваде. С емкостью всего нескольких мегаватт, она далека от предоставления сотен мегаватт, какие может потребовать типичный центр обработки данных, но Террелл считает, что концепция доказана.

Несмотря на то, что она уже работает, EGS все еще имеет свои риски. Начальные затраты на любой проект очень высоки просто потому, что достижение достаточно высокой температуры требует бурения на тысячи футов под поверхность. Гранит подобный граниту подобный граниту в западной части США считается идеальным для EGS, поскольку он обеспечивает относительно небольшое тепло и не имеет естественных трещин, что означает, что вода будет стекать только через трещины, которые инженеры создадут. Но бурение через жесткие, похожие на надгробия породы, особенно сложно.

Когда тяжелая работа по бурению скважин закончена, все равно есть вероятность того, что проект ГВС просто не сможет накопить достаточно тепла или достаточно запустить воду для питания электростанции. Иногда невозможно правильно предугадать условия внизу заранее. И некоторые прошлые проекты ГВС случайно вызывали разрушительные землетрясения, нарушая естественные разломы.

Такие сложности могут отпугнуть инвесторов, говорит Латимер, которые больше интересуются предоставлением небольших сумм средств для инновационных лабораторных технологий или более значительных инвестиций в уже проверенные технологии, такие как солнечная энергия. Он описывает технологии, такие как ГВС – в теории возможные, но еще не доказанные в масштабе – как “пропавший звено” для энергетических инвестиций.

Латимер говорит, что Fervo сосредоточилась на снижении начальных затрат на бурение и смягчении риска неудачи проекта, в основном путем моделирования на основе геологических данных, чтобы создать точную картину работы создаваемой системы геотермального отопления. Эта работа была поддержана правительством США, которое финансировало проект под названием FORGE в Юте с целью подтверждения технологии ГВС, главным образом, путем тестирования дорогостоящих инструментов и методик, таких как сверла и сейсмическое мониторинг, чтобы увидеть, что работает. Извлеченные уроки передаются стартапам, таким как Fervo.

Следующий проект ГВС Fervo, в округе Бивер в Юте, запланирован к запуску в 2026 году и будет гораздо крупнее, чем Проект Ред, с мощностью 400 мегаватт. Местоположение, видимое с места FORGE, было выбрано из-за хорошо изученной геологии и близости к существующим линиям передачи электроэнергии. Латимер отказался давать специфические оценки стоимости производимой электроэнергии от проекта, но сказал, что проект идет по пути сопоставимости с расходами на традиционный проект геотермальной энергии, и вся его будущая энергопроизводство уже распределено между коммунальными предприятиями и другими потребителями электроэнергии. “У нас нет мест!” – говорит он – по крайней мере, пока что. Латимер говорит, что компания находится в начальной стадии других проектов на западе США.