Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Elektronik

Geotermisk bobler op som en anden måde at bekæmpe klimaændringer på

Kredit:CC0 Public Domain

Geotermisk energi leverer i øjeblikket kun en lille del af landets elektricitet. Men da stater øger deres overgange til vedvarende elektricitet, ser nogle ledere en stor rolle for geotermisk energi som en stabil, vedvarende energikilde.

Brugt i USA siden 1960, geotermiske anlæg leder damp eller varmt vand fra dybe brønde til at drive turbiner, der producerer elektricitet. Udnyttelse af underjordisk varme er dyrere end at udvikle vind- eller solenergi, men eksperter siger, at det pålidelige output fra kilder som geotermisk energi er afgørende for at støtte nettet på tidspunkter, hvor solen ikke skinner eller vinden ikke blæser.

Mange statsledere har fokuseret på batteriopbevaring eller bevarelse af atomkraftværker for at komplementere deres vindmøller og solpaneler. Nogle er begyndt at se geotermisk energi – som i øjeblikket leverer mindre end halvdelen af ​​en procent af landets strøm – som en underudnyttet strømkilde, der er tilgængelig 24/7.

"(Kapaciteten til geotermisk energi) er enormt større end det, vi genererer lige nu," sagde Roland Horne, Thomas Davies Barrow-professor i geovidenskab ved Stanford University. "Det er ikke intermitterende, det kører hele tiden, og det er en meget overbevisende fordel."

Eksperter siger, at næsten alle vestlige stater kunne udnytte mere geotermisk energi, med potentiale til at producere så meget som 5% af den nationale elforsyning ved hjælp af eksisterende teknologi. Nogle nye systemer, hvis de lykkes, kan hæve dette tal så højt som 15 %, siger bagmændene.

Tidligere på sommeren annoncerede Colorado-guvernør Jared Polis, en demokrat, der er formand for den 22-medlemmer, Western Governors' Association, at gruppen ville lancere et initiativ for at udforske udvidelsen af ​​den "underudviklede" ressource. Foreningen vil blandt andet undersøge tilladelsesudfordringer, arbejdsstyrkespørgsmål, markeder og kortlægning.

"[Vind og sol] vil sandsynligvis fortsat være de største arbejdsheste til at drive nettet, men vi ser en rolle for lavpris geotermisk elektrisk som en del af den baseload-løsning, når vi udfaser kul og naturgas," sagde Polis i en interview. "Der er ingen tvivl i mit sind om, at det vil spille en væsentlig rolle i Vestens energifremtid."

Tilhængere af geotermisk energi anerkender, at en opskalering af industrien sandsynligvis vil kræve betydelig offentlig støtte. Det kunne omfatte garanterede lån til usikre brøndboringsoperationer, regulatoriske eftersyn og personaleinvesteringer eller endda mandater til mere "baseload" kraftværker - hvis produktion forbliver stabil - fra vedvarende kilder. Mens tidlige bestræbelser på at støtte geotermisk varme har nydt bred støtte fra to partier, er det uklart, hvor langt lovgivere er villige til at gå for at vippe vægten til dens fordel.

Som med de fleste energikilder har nogle geotermiske projekter mødt tilbageslag fra lokalbefolkningen, der er imod udvikling i visse områder. En stamme i Nevada har kæmpet mod et foreslået projekt, som den frygter vil beskadige varme kilder, som den betragter som hellige, mens en fabrik på Hawaii længe har mødt modstand fra samfundet på grund af støj og svovlbrintelækager.

I mellemtiden kunne stater i hver region bruge geotermisk teknologi til at opvarme og afkøle bygninger, selv i områder, hvor ressourcen ikke er tilstrækkelig til at drive et elektrisk anlæg. Eksperter siger, at geotermiske varmepumper kan reducere emissionerne skabt af naturgasovne og andre fossile brændstoffer-baserede varmesystemer. Tidligere i år vedtog lovgivere i New York og Massachusetts foranstaltninger for at tilskynde til indførelse af geotermisk opvarmning og afkøling.

Søger efter sammenhæng

For at få adgang til geotermisk energi skal ingeniører finde permeabel sten med sprækker, der indeholder varm væske. De fleste websteder, der opfylder denne tærskel, er i Vesten.

Nevada henter mere end 9% af sin strøm fra geotermisk energi, mens Californien nærmer sig 6%, ifølge U.S. Energy Information Administration. Disse to stater producerer omkring 95 % af landets geotermiske energi, hvor Hawaii, Idaho, New Mexico, Oregon og Utah bidrager med meget mindre mængder.

Geotermiske eksperter siger, at ledere i Nevada har forpligtet sig til industrien og skabt et effektivt reguleringssystem, der har givet produktionen mulighed for at vokse.

"Reglerne er klare, men de er ikke alt for komplicerede," sagde Cortney Luxford, programleder for flydende mineraler hos statens kommission for mineralressourcer. "Det tager os ikke lang tid at behandle tilladelser."

Industriledere siger, at Californiens regler også er klare, men mere restriktive. Mange andre stater mangler dog den erfaring og det nødvendige personale til at overvåge den slags boreoperationer, der er nødvendige for geotermisk energi. Nogle industritilhængere håber, at guvernørgruppens initiativ om spørgsmålet vil skabe mere sammenhæng.

"Standardisering ville være meget nyttig," sagde Nick Goodman, administrerende direktør for Cyrq Energy, en geotermisk producent med anlæg i fire stater. "De tilladelsesudfordringer, som geotermi står over for, er mere byrdefulde end vind og sol, og WGA kunne hjælpe med at sikre, at agenturerne kan udføre deres arbejde og vurdere disse tilladelser."

I Colorado vedtog lovgivere tidligere på året en foranstaltning for at sætte geotermisk energi på lige fod med solenergi. Loven begrænser gebyrer, som regeringer kan pålægge geotermiske systemer, fremmer forbrugeruddannelse og kræver, at statens energikontor medtager geotermisk energi som en ressource, som forsyningsselskaber kan bruge i emissionsreduktionsplaner.

Colorado state senator Rob Woodward, republikaneren, der medsponsorerede lovforslaget, sagde, at det i vid udstrækning vil bidrage til at muliggøre opvarmning og afkøling af små boliger. Han har til hensigt at sponsorere lovgivning i den næste session for at forske i og støtte storstilet elektrisk produktion.

"Forskerne, jeg har talt med, tror, ​​at vi kunne placere tre eller fire af disse planter i Colorado med eksisterende teknologi," sagde han. "Tænk på det næsten som en erstatning for et kulfyret kraftværk. Det kører og kører og kører 24/7."

I mellemtiden vedtog lovgivere i West Virginia en lov i år for at etablere et reguleringsprogram for geotermisk energi. Eksperter siger, at staten har et stort potentiale for geotermisk opvarmning og afkøling, men lovgiverne ser det også som en lovende strømkilde.

"West Virginia begynder at indse, at vi ikke behøver at have alle vores æg i én kurv (med fossile brændstoffer), som vi traditionelt har haft, men vi ønsker at udvikle en sort," sagde delstaten Del. Bill Anderson, republikaneren, der medsponsorerede lovforslaget. "Forhåbentlig finder vi ud af, at dette er endnu et værktøj i vores værktøjskasse til at skabe en bedre klimasituation samt et stabilt elnet."

Fordele og udfordringer

Ud over dens konstante strømforsyning kræver geotermisk energi mindre plads end vind- og solprojekter, hvoraf nogle har fået tilbageslag for at konvertere jord fra landbrug og skovbrug.

"Geotermisk er alt under jorden," sagde Woodward, Colorado lovgiver. "Vind og sol fylder meget, påvirker fugle og dyreliv og overtager mange gange ellers produktiv landbrugsjord."

Mange tilhængere tror, ​​at en voksende geotermisk industri kunne gøre brug af det boreudstyr og arbejdsstyrke, der betjener olie- og gasindustrien i dag, samtidig med at nedlagte fossile brændselsanlæg kan komme i gang igen og måske endda udnytte forladte oliebrønde.

På trods af disse potentielle fordele siger eksperter, at geotermisk energi vil have brug for hjælp fra regeringen for at nå sit potentiale.

For det første er det dyrere at bore og drive et geotermisk anlæg end at installere en vindmølle eller solcellepanel. Tilhængere af geotermisk energi hævder, at stater med mandater for ren energi bør kræve, at en vis procentdel af denne strøm kommer fra basislastkilder, såsom atomkraft, vandkraft og geotermisk energi.

"Californien har bygget så meget sol, hvis den sol ikke er tilgængelig, bliver det meget udfordrende for nettet," sagde Goodman, den geotermiske industrileder. "At erkende værdien af ​​den grundlastkraft, der er nødvendig for at supplere vind- og solenergi, bliver vigtig for markedet."

Usikkerhed er også et væsentligt afskrækkende middel. Det kan koste millioner af dollars at bore en brønd, og ikke alle steder viser sig at være egnede. Det amerikanske energiministerium plejede at afholde denne risiko ved at godtgøre virksomheder for deres omkostninger, når brøndene ikke lykkedes, men det program lukkede ned i begyndelsen af ​​1980'erne, sagde Amanda Kolker, laboratorieprogramleder for geotermisk energi hos National Renewable Energy Laboratory.

"Vi har stadig ikke nogen form for risikoreduktion i USA," sagde hun. "Geotermisk energi har brug for en form for offentlig-privat intervention."

Nogle tilhængere sagde, at stater kunne sætte skub i geotermisk udvikling, hvis de forpligter sig til at dække omkostningerne ved borere til brønde, der ikke kan omdannes til energi.

"Når (virksomheder) borer et antal brønde, der ikke viser sig, øger det de samlede omkostninger ved, hvad geotermisk kan være," sagde Horne, Stanford-professoren. "At få regeringen til at holde denne risiko var meget vellykket i 80'erne for at fremme udvidelsen af ​​geotermisk energi."

Tilhængere af geotermisk opfordrede også statslige lovgivere til at gøre det lettere at bygge transmissionsledninger. I mange tilfælde er lovende kilder til geotermisk energi placeret langt fra de elnet, der er nødvendige for at bringe dem på markedet.

Industriledere krediterede statens indsats, hovedsagelig gennem universitetssystemer, for at kortlægge de steder, hvor geotermiske kilder ligger tæt på overfladen.

Opvarmning og køling

Sammenlignet med at bruge det til at generere elektricitet, er udnyttelse af geotermisk energi til at opvarme og køle bygninger relativt simpelt og kan gøres næsten overalt. Varmepumper kan bruge varme fra undergrunden til at opvarme bygninger om vinteren og trække varme tilbage under jorden om sommeren.

"En af de mest populære anvendelser for elektricitet og naturgas er til drift af klimaanlæg og opvarmning af boliger," sagde Woodward, Colorado lovgiver. "(Geotermiske varmepumper) burde eliminere 80 til 90 % af et hjems behov for varme- og kølekraft."

Lovgivere i New York vedtog tidligere i år en lov, der tillader forsyningsselskaber at oprette netværk til at distribuere geotermisk varme, ligesom gasledninger, der fungerer i dag.

Tidligere i år instruerede lovgivere i Massachusetts statslige regulatorer om at gøre det lettere at erstatte gasvarmesystemer med vedvarende kilder, såsom geotermisk energi. Og i New York godkendte lovgivere en skattefradrag for at tilskynde boligejere til at installere geotermiske varmepumper. Staten vedtog også en lov tidligere i år, der tillader forsyningsselskaber at oprette netværk til at distribuere geotermisk varme, ligesom gasledninger, der fungerer i dag.

"Det ses som en måde at komme til hele kvarterer ad gangen," sagde Bill Nowak, bestyrelsesmedlem i New York Geothermal Energy Organization. "Mere end én bygning kan bruge det samme borehul eller system, og folk ser det virkelig som en måde at skalere tingene op på." + Udforsk yderligere

Hvordan nogle få geotermiske anlæg kunne løse USAs krise i lithiumforsyningen og booste EV-batteriindustrien

©2022 Pew Charitable Trusts.
Distribueret af Tribune Content Agency, LLC.




Varme artikler