美国庞大的军事基地、燃煤电厂和工业设施中的大部分都坐落在清洁能源的主要资源之上:地球深处的热岩石层。
这是根据GeoMap得出的结论。GeoMap是一个新的合作项目,它结合了数十名科学家的地下专业知识,该项目由一个非营利组织Project Innerspace组织,专注于利用谷歌地图的地表数据建立地热产业。
周二公布的结果显示,美国的地热潜力巨大,地热是一种从地球深处提取热量的清洁能源。这种潜力在美国西部尤其火热,但在东部更冷、更古老的地区也有引人注目的热点。
地热是两党广泛关注的焦点,从化石燃料巨头到气候组织,再到美国能源部,这一关注导致了新创业公司的蓬勃发展。
今年3月,美国能源部贷款项目办公室主任吉格尔·沙阿(Jigar Shah)告诉《国会山报》(the Hill),未来5年的250亿美元投资——比最后一座核电站的建设成本还低——可以开始一个滚雪球般的资金,到本世纪中叶,这些资金可以为8000万至2.6亿户家庭提供清洁、可靠的地下电力。
但下一代地热目前还处于起步阶段,随着行业的发展,最初的几个项目将是昂贵和高风险的。GeoMap的设计者告诉《国会山报》,它的目的是帮助规划者、研究人员和普通公众找到最容易摘到的果实:那些地热资源最好的地方离地表最近,也离需要地热资源的工业最近。
“可以说,‘好吧,X国的资源比Y国的好,但这并不能告诉你在X国的哪里钻探,’”Project Innserspace的德鲁·纳尔逊告诉国会山。“它也没有告诉你,在Y国仍然有很多地方可以开采资源,只是可能不如x国好。”
尼尔森说,GeoMap的目的是“教育决策者和公众在任何给定的司法管辖区使用地热的潜力——但更重要的是,然后把它交到真正要建设项目的人手中。”
目前,首席地质学家兼设计师海伦·多兰(Helen Doran)告诉《国会山报》(The Hill),最终绘制的地图对地热以外的行业很有兴趣:石油和天然气行业,可以利用地下地图找到新的地球加热化石燃料来源,以及新兴的地质氢气行业,利用地下热水羽流附近经常发现的资源。
然后是锂,这是储能电池和电动汽车电池主流电池的关键材料。多兰说,在像德克萨斯州中部这样的地区,“有一些很好的例子”,这种金属矿床的共存有助于“为一些地热项目建立经济案例”。
多兰和她的团队绘制的地图生动地描绘了未来地热开发的潜力。这种潜力在炎热、地质活跃的美国西部地区尤其强烈,在那里,地球内部的力量仍在推动落基山脉缓慢上升。
GeoMap的数据显示,实际上西部的每一个军事基地,以及德克萨斯州的大部分军事基地,都坐落在适合发电的地热资源之上——这一事实并没有被国防部忽视,国防部正在资助西部六个军事基地的试点项目。
数据还显示,西方大多数正在运行的燃煤电厂——依靠化石燃料的热量发电的电厂——都坐落在距离地表不到一英里的热岩石上。
这包括活跃的煤电厂,如内华达州的北瓦尔米(North Valmy)、德克萨斯州的费耶特(Fayette)或犹他州的山间发电厂(Intermountain power plant),在这些电厂中,活跃的地球供暖资源可能被来自地下的无碳热量所取代。
但它也包括大量退役的燃煤电厂,这些电厂仍然位于电网网络的中心,可以将未来的清洁能源接入电网,同时避免围绕允许新输电走廊的障碍。
Geomap的研究人员发现,西方的许多其他地点——温室、肉类加工厂、化工厂和数据中心——都坐落在可以直接利用的热量之上,而不需要发电,这是一种更便宜的提议。
但是,尽管美国西部地热资源的范围相当大,而且得到了更广泛的认可,但GeoMap项目也显示,在美国东部更古老、更冷的地壳中,有巨大的潜力
“德克萨斯州和墨西哥湾沿岸的大部分地区比以前想象的有更多的潜力,”尼尔森告诉希尔。“南卡罗来纳州的部分地区、西弗吉尼亚州、宾夕法尼亚州和纽约州是一些有趣的热点地区。”
他说:“我认为这是主要的头条新闻之一:哦,我的天哪,我们可以在比我们之前想象的更多的地方开发地热。”
德克萨斯州尤其引人注目:数据显示,一条100英里宽的近地表地热走廊从里奥格兰德河谷西北部经过休斯顿到路易斯安那州什里夫波特,贯穿整个州。这里不仅有许多军事基地和发电厂,还包括该国最大的工业中心之一。
东部其他工业地区也出现了热点。例如,数据显示,密西西比州的丹尼尔燃煤发电厂坐落在一层浅层地热之上,纽约州西部的希克林发电站和西弗吉尼亚州的道森营军事基地也是如此。
即使在目前使用地热发电不切实际的东部地区,该模型也显示了利用地热资源作为供暖和制冷来源的广泛潜力。
它表明,例如,在该国几乎所有军事基地的地下,这是可能的。
但多兰说,这种模式的真正亮点在于未来的项目。“如果你想从头开始——你会把你的网站放在哪里?”这就是这个工具令人兴奋的部分:展望未来。”
例如,她说,该模型显示了德克萨斯州奥斯汀南部I-35走廊下方的过热富含锂的盐水,这些地方的地热可以与清洁能源原材料的开采相结合。
数据中心行业是一个近期的未来热点,它处于美国电力需求激增的前沿,这种需求正将地区电网推向崩溃的边缘,而且它迫切需要冷却和电力。
这张地图显示,几个数据中心需求不断增长的资源中心位于地热资源之上,这些地热资源足够热,可以用来发电:旧金山、洛杉矶和加利福尼亚沿海;比如新墨西哥州的里诺、新墨西哥州的阿尔伯克基、怀俄明州的夏安等山间城市。和丹佛;以及像休斯顿这样的德州城市。
但它也显示了其他数据需求热点,在这些地方,新的或现有的数据中心可以通过将热量排放到下面的基岩来支付电力成本,比如堪萨斯城、迈阿密、达拉斯或美国数据需求的中心地带北弗吉尼亚。
军事基地和数据中心为地热产业提供了一个特别的好处,因为它寻求立足于它:这些设施愿意为既清洁又持续供电的电力支付额外费用,即使它比风能或太阳能等间歇性能源贵得多。
这意味着它们为第一代新的地热项目提供了一个有希望的早期市场——一个新的资金和开发的场所,可以帮助降低下一代地热项目的成本。
但是公众应该把GeoMap看作是一个打开地下世界的沙箱,Nelson说。“任何人,无论是无名氏,还是大型温室气体排放者的设施经理,或者两者之间的任何地方,他们都可以进入那里,并弄清楚在他们的设施中使用地热是否有意义?”
纳尔逊说,与风能或太阳能不同,这种潜力对站在地面上的人来说并不明显。在过去,“要想知道你的地点是否适合地热,唯一的方法就是在地上钻个洞。这很快就会变得非常昂贵。但有了这个工具,我们的想法是,我们大大减少了在特定地区开发地热是否有意义的障碍。”