В настоящее время трудно добиться согласия между политиками-демократами и республиканцами по многим вопросам, но преимущества геотермальной энергии — одна из немногих областей, по которой достигнут консенсус.
Геотермальная энергия использует естественное тепло, находящееся под поверхностью Земли, а технологии следующего поколения позволят получать доступ к более горячим, глубоким и разнообразным местам, чем когда-либо прежде.
В целом, низкий уровень выбросов парниковых газов геотермальными электростанциями привлекает либералов, в то время как консерваторам нравится дополнительная энергетическая независимость, которую обеспечивает геотермальная энергия, а также использование буровых технологий, хорошо известных в нефтегазовой отрасли.
Некоторые штаты США пытаются ускорить выдачу разрешений на строительство геотермальных электростанций, и в апреле сенаторы от обеих партий представили законопроект «Об исследованиях и разработках в области геотермальной энергетики следующего поколения».
Законопроект обяжет Министерство энергетики оказывать поддержку разработке и коммерциализации геотермальных энергетических систем следующего поколения.
Один из новых типов таких систем известен как усовершенствованные геотермальные системы (УГС).
В системах EGS подземные горные породы разрушаются гидравлическим методом. Это достигается путем закачки жидкости под давлением в одну скважину, а затем сбора пара или горячей воды из другой скважины.
Более известная как гидроразрыв пласта, эта технология получила широкое распространение и вызвала много споров (особенно в Великобритании) в нефтегазовой отрасли.
«Техники те же самые, и в какой-то степени это та же самая отрасль», — говорит Гернот вагнер, экономист по вопросам климата из Колумбийской школы бизнеса в Нью-Йорке. Но «с точки зрения климата разница огромна», — добавляет он.
По его мнению, риск сейсмической активности, приводящей к образованию трещин под землей, перевешивается преимуществами возобновляемого, постоянно работающего и мощного источника энергии.
«Судя по тому, где мы находимся, гораздо более быстрое и масштабное продвижение в направлении значительного увеличения использования геотермальной энергии, честно говоря, — это отличная новость», — говорит вагнер.
Для ускорения и увеличения глубины бурения потребуются достижения в технологиях бурения.
Компании разрабатывают буровое оборудование, которое обладает большей устойчивостью при пробитии твердых горных пород при высоких температурах.
Некоторые буровые установки даже стремятся пробить скальную породу, не используя стандартные буровые инструменты.
Компания Quaise, корни которой уходят в Массачусетский технологический институт (MIT), использует технологию, называемую миллиметровым волновым бурением. Частота этого излучения аналогична частоте микроволнового излучения.
Применение технологии Quaise заключается в «направлении электромагнитных волн в миллиметровом микроволновом диапазоне, которые, по сути, расплавляют и испаряют горные породы», — объясняет Гарри Келсо, менеджер по связям с общественностью компании Quaise.
Традиционная геотермальная энергия сосредоточена вокруг горячих точек на поверхности Земли, где легко получить доступ к очень горячим горным породам.
«Бурение с использованием миллиметровых волн действительно позволяет получить доступ к сверхгорячим геотермальным источникам практически в любой точке мира», — говорит Келсо.
Хотя компания Quaise планирует использовать традиционное бурение на разрабатываемом ею проекте в Орегоне, Келсо говорит, что обычные буровые установки начинают быстрее выходить из строя, когда достигают очень твердых пород.
Замена сверл увеличивает стоимость и время бурения.
В случае с компанией Quaise, по словам Келсо, «именно бурение в миллиметровом диапазоне волн кардинально меняет ситуацию, поскольку мы не используем физическое буровое долото».
Другие компании также работают над передовыми технологиями бурения, например, над снарядами, движущимися в несколько раз быстрее скорости звука.
Еще одним важнейшим ресурсом в этом процессе является вода. Хотя некоторые виды геотермальной энергии нового поколения могут создавать риски загрязнения воды или чрезмерного потребления, тщательное проектирование позволяет избежать этой проблемы.
Первоначально система Куайза требует большого количества воды, но, по словам Келсо, как только вода попадает в систему, она непрерывно циркулирует над раскаленными породами.
«По сути, мы просто многократно перерабатываем воду», — говорит он.
Компания Quaise продолжает сбор средств, стремясь к тому, чтобы ее проект в Орегоне был запущен и начал функционировать к 2030 году.
Как и другие ранние версии геотермальных систем, этот проект требует значительных затрат на запуск и ввод в эксплуатацию.
«Экономическая сторона вопроса несколько сложна», — признает Келсо. «Сегодня геотермальная энергия по-прежнему дороже, потому что из скважины вы получаете меньше энергии, чем если бы использовали ее для производства ископаемого топлива».
Однако Куайз надеется, что, используя очень высокие температуры, от 300 до 500 градусов Цельсия, он улучшит экономические показатели.
Хотя верхняя граница этого температурного диапазона и является завышенной, здесь действует принцип «чем жарче, тем лучше».
«Это позволяет получать в 10 раз больше энергии с каждой скважины, используя геотермальную энергию, что меняет экономику и энергетический потенциал геотермальной энергетики», — говорит Келсо.
В мае техасская компания Fervo Energy вызвала огромный интерес, став первой компанией, занимающейся геотермальной энергетикой нового поколения, акции которой были публично торгуемы. Первоначально ее стоимость оценивалась примерно в 7,7 млрд долларов.
По прогнозам компании Fervo, геотермальная энергия, вырабатываемая на её электростанции в штате Юта, будет стоить примерно 7000 долларов за киловатт. Это более чем в четыре раза дороже, чем солнечная и ветровая энергия.
Но даже при такой высокой цене покупатели электроэнергии, вырабатываемой геотермальными электростанциями, найдутся.
Компания Fervo заключила соглашение о продаже своей энергии компании Google, которой требуются огромные объемы электроэнергии для ее новых центров обработки данных.
Компания Fervo также получает поддержку от Breakthrough Energy, предприятия основателя Microsoft Билла Гейтса, целью которого является ускорение внедрения инновационных методов производства электроэнергии.
Подобные инвестиции крайне необходимы компаниям, занимающимся геотермальной энергетикой нового поколения, поскольку их капитальные затраты огромны. По мнению Международного энергетического агентства, одних только проектов по созданию центров обработки данных будет недостаточно для существенного изменения ситуации.
Как спрос со стороны потребителей, так и затраты остаются неопределенными. Организация Project Drawdown, занимающаяся климатическими решениями, отмечает, что «на ранних этапах реализации проектов существует значительный риск перерасхода средств».
Тем не менее, исследователь из Колумбийского университета вагнер считает, что геотермальная энергия обладает огромным потенциалом и это не просто шумиха.
Он подчеркивает, что такие товары, как нефть, газ и уголь, уязвимы для политических потрясений, но «геотермальная энергия — это технология» и более безопасная.
вагнер уверен, что геотермальная энергия сейчас находится на этапе активного развития и со временем будет только совершенствоваться и становиться дешевле.