數字化讓探尋地熱資源更容易

5月，兩則有關(guān)地熱能開(kāi)發(fā)的消息引起關(guān)注。其一是麻省理工學(xué)院支持的一個(gè)突破性鉆探技術(shù)將于年內進(jìn)行首次商業(yè)測試，該技術(shù)可以鉆入地下溫度達500攝氏度的位置，為釋放太瓦級地熱能潛力鋪平道路。其二是一個(gè)主要為地熱能項目提供數智化技術(shù)解決方案的初創(chuàng )公司再獲新融資，標志著(zhù)地熱能開(kāi)發(fā)數智賦能正在提速。

一直以來(lái)，因前期成本和開(kāi)發(fā)風(fēng)險都很高，地熱能勘探和開(kāi)發(fā)較為緩慢。在數智化驅動(dòng)新增長(cháng)的帶動(dòng)下，地熱能迎來(lái)技術(shù)迭代小高潮。

新鉆探技術(shù)讓地熱能物美價(jià)廉

麻省理工學(xué)院支持的技術(shù)初創(chuàng )公司Quaise Energy日前表示，其研發(fā)的一種鉆探技術(shù)，有望推動(dòng)地熱能開(kāi)發(fā)。該公司目前已經(jīng)籌資9500萬(wàn)美元，將在年內對該技術(shù)進(jìn)行首次商業(yè)測試，會(huì )率先從老舊石油天然氣鉆井開(kāi)始。

據了解，地熱能可以通過(guò)不同方式獲得，其中包括直接利用，位于地下200到3000米左右的淺層地熱能，由于溫度不高，可以在采集后直接使用。不過(guò)，淺層地熱能幾乎沒(méi)有發(fā)電效果，深層地熱能才擁有巨大能量，需要挖到2萬(wàn)米深處、溫度超過(guò)300攝氏度，抽出高溫蒸汽帶動(dòng)渦輪機，從而激活發(fā)電機發(fā)電，對鉆探技術(shù)要求較高。

《麻省理工科技評論》指出，Quaise Energy公司根據實(shí)驗和數學(xué)模型估算，大約20厘米波導的波源能以每小時(shí)20米的速度在巖石中炸出一個(gè)籃球大小的洞，按照這個(gè)速度，連續鉆探25.5天將鉆出世界上最深的洞，且整個(gè)耗能與普通鉆機相當。

“這樣的速度和深度意味著(zhù)鉆探會(huì )變得更快、成本也將更低，為推動(dòng)地熱能更具成本效益和更廣泛推廣奠定基礎?！盦uaise Energy公司首席執行官Carlos Araque表示。

數字化讓探尋地熱資源更容易

同一時(shí)期，美國技術(shù)初創(chuàng )公司Zanskar宣布，再獲3000萬(wàn)美元新融資，這使得該公司籌資規模達到4500萬(wàn)美元，市值升至1.15億美元。

Zanskar公司表示，籌得的所有資金將用于人工智能、機器學(xué)習等數字化技術(shù)部署，通過(guò)收集和分析大量數據并對相關(guān)地理位置進(jìn)行評估，找到潛力最大、開(kāi)發(fā)效益最高的地熱資源點(diǎn)，并確定最佳勘探地點(diǎn)。

據了解，Zanskar公司的機器學(xué)習解決方案通過(guò)分析衛星、地質(zhì)調查、地震后穿過(guò)地面的波浪等數據信息來(lái)預測鉆探的最佳地點(diǎn)。

“一個(gè)地區可用的數據越多，機器學(xué)習程序就越準確，其可以與先進(jìn)鉆井技術(shù)等其他創(chuàng )新技術(shù)相結合，使地熱能更容易、更便宜地獲得?！盳anskar公司首席執行官Carl Hoiland表示，“過(guò)去一年半，我們發(fā)現的潛在地熱資源點(diǎn)，比整個(gè)行業(yè)過(guò)去10年發(fā)現的總和還要多。數字化解決方案將在未來(lái)幾年顯著(zhù)降低地熱能勘探成本，這將推動(dòng)地熱能開(kāi)發(fā)，吸引更多技術(shù)型企業(yè)加入其中?！?o:p>

眼下，Zanskar公司正在與部分地熱能開(kāi)發(fā)商展開(kāi)合作討論，旨在共同勘探新地點(diǎn)，并合作開(kāi)發(fā)首批數字技術(shù)賦能的地熱發(fā)電站。

Carl Hoiland指出，通過(guò)嘗試使用大數據創(chuàng )建模型來(lái)定位地熱資源，可以降低因錯估地熱地點(diǎn)而投入的時(shí)間和成本?！叭绻鉀Q了技術(shù)障礙，地熱能未來(lái)在全球能源結構中占比有望超過(guò)20%—30%?！彼麖娬{。

油價(jià)網(wǎng)匯編數據顯示，地熱能項目開(kāi)發(fā)成本約是風(fēng)能項目的5倍，每兆瓦地熱能發(fā)電成本約為870萬(wàn)美元。價(jià)格如此之高很大程度是因為鉆井公司經(jīng)常找不到進(jìn)入儲層的正確位置，即便耗費了大量時(shí)間和金錢(qián)找到合適位置，還需要鉆取多口井才可能成功。

數智賦能優(yōu)化地熱能勘探開(kāi)發(fā)流程

國際能源署指出，全球地熱能基礎資源總量是當前全球一次能源年度消費總量的200萬(wàn)倍以上，其中，地下深度小于5000米的地熱能基礎資源量占比超過(guò)10%。作為地球內部熱能的一種自然形式，地熱能擁有儲量大、分布廣、綠色低碳、可循環(huán)利用、穩定可靠等優(yōu)勢，但獲取過(guò)程卻頗具挑戰。

地下深處溫度和壓力都較大，開(kāi)發(fā)地熱能需要使用特殊的工具和材料。地質(zhì)結構的復雜性也是難題，這對地熱資源的利用和開(kāi)發(fā)具有很大影響。地熱能在不同的地區和環(huán)境下受到的限制和影響也不同，需要根據當地的情況進(jìn)行適當的調整和改進(jìn)。

目前，全球范圍內，地熱能在電力結構中占比較小，在數字化技術(shù)賦能下，識別地熱資源和改進(jìn)勘探鉆井將變得更加高效。去年9月，谷歌與非營(yíng)利組織Project InnerSpace宣布，將合作開(kāi)發(fā)全球地熱資源繪圖和評估工具。

美國能源部指出，僅需獲取0.1%的地球熱量，就能滿(mǎn)足人類(lèi)200萬(wàn)年的總能源需求。2018年以來(lái)，美國能源部旗下地熱技術(shù)辦公室資助了機器學(xué)習的早期研究和開(kāi)發(fā)應用，旨在加強地熱資源勘探能力。美國國家可再生能源實(shí)驗室也在開(kāi)發(fā)人工智能和機器學(xué)習技術(shù)，甚至開(kāi)發(fā)了一套算法和工具，可以改善儲層特征，節約鉆井成本，優(yōu)化地熱蒸汽田作業(yè)。

業(yè)內人士指出，數智賦能可以?xún)?yōu)化地熱能勘探和開(kāi)發(fā)流程，從而讓這一清潔能源變得更加物美價(jià)廉。一方面，通過(guò)機器學(xué)習模型分析大量數據，可以確定地熱井最佳位置，幫助節約前期勘探時(shí)間和精力；另一方面，通過(guò)人工智能技術(shù)賦能鉆探活動(dòng)，可以更好地評估地下溫度、濕度、壓力等參數，從而更全面了解地質(zhì)情況，進(jìn)而采取有針對性的措施來(lái)提高地熱能開(kāi)發(fā)的成功率。