В некоторых частях США лучшее место для хранения огромного количества энергии для электросети может быть прямо у нас под ногами.
Геотермальная энергия, которая зависит от горячих пород глубоко под землей, уже давно используется в качестве источника тепла и производства электроэнергии . Но недавние достижения в технологии бурения открыли новые возможности для широкого использования геотермальной энергии . Это побудило исследователей из Принстонского университета продемонстрировать в статье в журнале Applied Energy , что геотермальная энергия также может служить идеальной технологией для хранения энергии . Более того, геотермальная энергия может дополнять ветровую и солнечную энергию , обеспечивая электроэнергию, когда солнце не светит или ветер стихает.
«В западной части Соединенных Штатов, где есть большой геотермальный потенциал, это может быть недостающей частью головоломки, чтобы полностью перейти к безуглеродной системе электроснабжения в сочетании с большим количеством ветряных и солнечных батарей, а также батарей с более коротким сроком службы», — сказал Джесси Дженкинс, ведущий исследователь проекта и доцент кафедры машиностроения и аэрокосмической техники и Центра энергетики и окружающей среды Андлингера.
Геотермальная энергия – это древняя технология, которая веками использовалась для отопления. Бойсе, штат Айдахо, отапливает большую часть центра города геотермальной энергией. В наше время геотермальная энергия распространилась на энергетику, приводила в действие тепловые насосы и подавала электроэнергию в сеть. Преимущества технологии возобновляемой энергии включают в себя ее постоянную генерацию, относительно низкие эксплуатационные расходы и нулевой выброс углерода.
Но для электроэнергии в масштабе сети геотермальная энергия остается нишевым игроком. Это потому, что технология требует определенных мест. В основном инженерам нужны горячие геологические области, находящиеся достаточно близко к поверхности, трещиноватые скальные образования , служащие радиаторами, и доступ к жидкости для переноса тепла на поверхность. Это быстро меняется, поскольку инженеры разрабатывают новые технологии с прицелом на значительное расширение производства геотермальной электроэнергии.
Ключевая инновация использует технологии из нефтегазового сектора, включая направленное бурение и гидравлическое стимулирование, для создания систем искусственного разрыва пласта везде, где можно найти горячую непроницаемую породу. В случае успеха компании, коммерциализирующие эти новые технологии, смогут получить чистый, возобновляемый ресурс, способный в конечном итоге обеспечить сотни гигаватт электроэнергии только в Соединенных Штатах.
Оказывается, у этих новых методов есть еще одно скрытое преимущество, которое до сих пор упускалось из виду. Вода, циркулирующая через систему искусственных трещин, содержится в непроницаемых породах, а это означает, что она не может просочиться наружу, и это делает эти геотермальные резервуары отличным способом хранения большого количества энергии, когда спрос низкий, а затем высвобождения энергии, когда спрос высок. . Хранение энергии и перенос производства на наиболее ценное время повышает рентабельность геотермальной энергии и служит прекрасным дополнением к погодозависимым переменным возобновляемым системам, таким как ветряная и солнечная энергия.
«Мы провели моделирование резервуаров, чтобы оценить системы, которые мы разрабатываем», — сказал Джек Норбек, соучредитель и технический директор Fervo Energy, компании-разработчика из Хьюстона, которая является пионером этих передовых геотермальных технологий. Моделирование показало, что геотермальные системы могут обеспечивать постоянную мощность или базовую нагрузку, а также эффективно хранить и перераспределять энергию для последующего использования. «Мы можем эксплуатировать их как в режиме базовой нагрузки, так и в гибком режиме, что является важным шагом вперед для геотермальных технологий».
Статья «Значение накопления энергии в водохранилищах для гибкого распределения геотермальной энергии» была опубликована в Applied Energy .
В исходной статье рассматривалось влияние одного, первого в своем роде завода. Но поскольку технология развертывается в больших масштабах, она может сдвигаться и изменять цену на электроэнергию или динамику рынка, поэтому сейчас команда использует модели долгосрочного планирования мощностей по производству электроэнергии для изучения результатов долгосрочного равновесия и влияния на рынки.
Дополнительная информация: Уилсон Рикс и др. Значение накопления энергии в водохранилище для гибкого распределения геотермальной энергии, Applied Energy (2022). DOI: 10.1016/j.apenergy.2022.118807
Будьте в курсе в удобном формате, присоединяйтесь: TG-канал и ВК
Бесплатная служба распространения новостей для научных организаций и стартапов
hello@technovery.com