Геотермальная энергия в США
 | Эту статью необходимо обновить . ( апрель 2022 г. ) |
Геотермальная энергия в Соединенных Штатах была впервые использована для производства электроэнергии в 1960 году. Гейзеры в Сонома и Лейк округах , Калифорния, превратились в крупнейшую геотермальную паровую электростанцию в мире мощностью 1517 мегаватт . Другие геотермальные паровые месторождения известны на западе США и на Аляске. Электроэнергию, генерируемую геотермальными источниками, можно распределять в соответствии с требованиями изменяющихся нагрузок. Воздействие этого источника энергии на окружающую среду включает выбросы сероводорода, коррозионные или солесодержащие химические вещества, сбрасываемые в сточные воды, возможные сейсмические эффекты от закачки воды в горные породы, отходящее тепло и шум. [1] [2]
История
[ редактировать ]
Археологические данные свидетельствуют о том, что геотермальные ресурсы использовались в США более 10 000 лет. Палеоиндейцы впервые использовали геотермальные горячие источники для тепла, очищения и получения полезных ископаемых. [3]
Компания Pacific Gas and Electric открыла первую в США коммерческую геотермальную электростанцию в Гейзерс в Калифорнии в сентябре 1960 года, первоначально производившую одиннадцать мегаватт чистой электроэнергии. Система Гейзеров стала крупнейшей в мире с мощностью 750 МВт. [3] Он эксплуатирует крупнейшее месторождение сухого пара в 116 км (72 миль) к северу от Сан-Франциско . [4] Оригинальная турбина прослужила более 30 лет. [5]
Рядом Несколько небольших электростанций были построены в конце 1980-х годов в геологической провинции Бассейн и Диапазон в Неваде , юго-восточном Орегоне , юго-западном Айдахо , Аризоне и западной Юте . в настоящее время является областью быстрого геотермального развития. [6]
В Солтон-Си по состоянию на 2001 год 15 геотермальных электростанций производили электроэнергию. Геотермальная электростанция Hudson Ranch I мощностью 50 МВт открылась в мае 2012 года. Вторая аналогичная электростанция должна была открыться в 2013 году. [7]
Наиболее значимым катализатором развития является Закон об энергетической политике 2005 года . Этот закон предоставил новым геотермальным электростанциям право на полную федеральную налоговую льготу на производство, которая ранее была доступна только для ветроэнергетических проектов и определенных видов биомассы. Он также санкционировал и направил увеличение финансирования исследований Министерства энергетики и позволил Бюро землеустройства решить проблему с накопившейся задолженностью по аренде и разрешениям на использование геотермальных источников. [8]
В апреле 2008 года началось разведочное бурение вулкана Ньюберри в Орегоне . [9] По состоянию на август 2008 года в 13 штатах США реализовывались 103 новых проекта. После разработки эти проекты потенциально смогут обеспечить мощность до 3979 МВт, удовлетворяя потребности около 4 миллионов домов. [10] Программа геотермальных технологий Министерства энергетики (часть Закона о восстановлении и реинвестировании Америки от 2009 года ) позволила Министерству энергетики США финансировать исследования в области усовершенствованных геотермальных систем (EGS), чтобы узнать больше о системах трещин в геотермальных резервуарах и лучше прогнозировать результаты стимуляции резервуаров.
В 2009 году инвестиционный банк Credit Suisse подсчитал, что геотермальная энергия стоит 3,6 цента за киловатт-час по сравнению с 5,5 центами за киловатт-час угля, если геотермальная энергия получает субсидированные кредиты. [11]
В отчете, опубликованном в конце мая 2019 года Министерством энергетики , предполагается, что мощность геотермальной энергетики в США может увеличиться более чем в двадцать шесть раз к 2050 году, достигнув мощности 60 ГВт, благодаря ускоренному технологическому развитию и внедрению. В отчете документально подтверждены преимущества геотермальной энергии для отопления жилых и промышленных помещений. [12] Министр энергетики Рик Перри объявил, что его департамент предоставил финансирование для исследовательского центра в Университете Юты стоимостью 140 миллионов долларов по искусственной геотермальной энергии. [13]
В 2018 году Министерство энергетики (DOE) открыло Пограничную обсерваторию исследований в области геотермальной энергии (FORGE). [14]
В 2018 году из-за вулканической активности на геотермальное предприятие Пуна Гавайях пришлось закрыть, и оно было затоплено потоками лавы. [15] Он вновь открылся в ноябре 2020 года. [16]
В 2023 году хьюстонский стартап Fervo начал подавать электроэнергию в сеть из своей усовершенствованной геотермальной системы Project Red мощностью 3,5 МВт. В рамках проекта использовалось горизонтальное бурение для бурения двух скважин и получения доступа к дополнительным термальным ресурсам. Компания начала бурение 100 скважин в рамках проекта мощностью 400 МВт в округе Бивер, штат Юта. [17] В 2024 году компания объявила о сокращении времени бурения на 70% по сравнению с прошлым годом, достигнув скорости бурения гранита 70 футов в час и температуры >430 °F (221 °C). [18]
Производство
[ редактировать ]
Имея 3900 МВт установленной геотермальной мощности по состоянию на 2023 год, США остаются мировым лидером, располагая примерно 25% от общего объема онлайн-мощностей. [19] Будущие перспективы расширения производства с помощью традиционных и усовершенствованных геотермальных систем позитивны, поскольку новые технологии обещают увеличение роста в местах, которые ранее не рассматривались. [10]
 |
По штату
[ редактировать ]Производство геотермальной энергии в терраватт-часах (ТВтч) по штатам по состоянию на декабрь 2023 г. [21] [22]
| Состояние | Производство (Твтч) | Доля от общего количества США |
|---|---|---|
| Калифорния | 10,962 | 66.6% |
| Невада | 4,296 | 26.1% |
| Юта | 521 | 3.2% |
| Гавайи | 348 | 2.1% |
| Орегон | 212 | 1.3% |
| Айдахо | 86 | 0.5% |
| Нью-Мексико [23] | 36 | 0.2% |
| Общий | 16,462 | 100% |
Гейзеры
[ редактировать ]Гейзеры имеют мощность 1517 мегаватт (МВт). [24] активной установленной мощности со средним коэффициентом использования мощности 63%. [25] Calpine Corporation владеет 15 из 18 действующих электростанций в Гейзерах и является крупнейшим производителем геотермальной энергии в США. [26] Две другие электростанции находятся в совместной собственности Энергетического агентства Северной Калифорнии. [27] и Сила Кремниевой долины . [28] Оставшаяся электростанция Боттл-Рок принадлежит US Renewables Group. [29] Девятнадцатый завод строится компанией Ram Power. Гейзеры подпитываются за счет закачки очищенных сточных вод из города Санта-Роза и округа Лейк очистных сооружений . Эти сточные воды раньше сбрасывались в реки и ручьи, а теперь подаются по трубопроводу на геотермальное месторождение, где пополняют пар, вырабатываемый для выработки электроэнергии.
Солтон-Си
[ редактировать ]Еще одна крупная геотермальная зона расположена на юге центральной Калифорнии , на юго-восточной стороне Солтон-Си , недалеко от Ниланда и Калипатрии , Калифорния. 15 геотермальных электростанций в совокупности имеют мощность около 570 МВт. Около половины из них принадлежит CalEnergy, остальные принадлежат различным компаниям. [7]
Бассейн и хребет
[ редактировать ]Неваде , В геологической провинции Бассейн и Диапазон в юго -восточном Орегоне , юго-западном Айдахо , Аризоне и западной Юте расположены 19 геотермальных электростанций в Неваде, которые производят более 486 МВт. Крупнейшей электростанцией является объект McGinnis Hills, принадлежащий компании Ormat, мощностью 96 МВт. [6] Другие геотермальные электростанции в Неваде находятся в Стимбот-Спрингс , Брейди/Дезерт-Пик, Дикси-Вэлли , Сода-Лейк , Стиллуотер и Беоваве .
Гавайи
[ редактировать ]Puna Geothermal Venture управляет геотермальной электростанцией в Пуне, Гавайи . Ее мощность составляет 25,7 МВт. Завод вновь открылся в 2020 году после извержения Килауэа в 2018 году, уничтожившего часть завода. [30]
Надежность
[ редактировать ]
В отличие от источников энергии, таких как ветер и солнечная энергия, геотермальная энергия является диспетчеризуемой , что означает, что она доступна в любое время и может быстро регулировать мощность в соответствии с потребностями. По данным Управления энергетической информации США (EIA), из всех типов новых электростанций геотермальные генераторы имеют самый высокий коэффициент мощности — меру того, сколько энергии фактически генерирует объект в процентах от своей максимальной мощности. [31]
По оценкам EIA, новые геотермальные электростанции имеют коэффициент мощности 92%, что сопоставимо с коэффициентами ядерной энергетики (90%) и выше, чем у газа (87%) или угля (85%), и намного выше, чем у прерывистых источников, таких как береговой ветер (34%) или солнечная фотоэлектрическая энергия (25%). [32] Хотя носителем геотермального электричества (водой) необходимо правильно управлять, источник геотермальной энергии, тепло Земли, будет доступен для большинства намерений и целей в течение неопределенного времени. [3] [ мертвая ссылка ] [33]
Национальная система геотермальных данных
[ редактировать ]В США действует Национальная система геотермальных данных (NGDS). Благодаря NGDS многие старые бумажные архивы и журналы бурения, хранящиеся в государственных геологических службах, теперь оцифровываются и становятся бесплатными для общественности. [34]
Расходы
[ редактировать ]Первоначальная стоимость месторождения и электростанции составляет около 2500 долларов США за установленный кВт в США, вероятно, от 3000 до 5000 долларов США/кВтэ для небольшой (<1 МВт) электростанции. Затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание варьируются от 0,01 до 0,03 доллара США за кВтч. [35]
— Министерство энергетики США, 2022 г.
Воздействие на окружающую среду
[ редактировать ]Подземная горячая вода и пар, используемые для выработки геотермальной энергии, могут содержать химические загрязнители, такие как сероводород ( H
2 С ).
ЧАС
2 S токсичен в высоких концентрациях и иногда встречается в геотермальных системах. [36] Новые методы производства отделяют горячий пар, собираемый под землей, от пара, используемого для питания турбин, и существенно снижают риск выброса загрязняющих веществ. [37]
Вода, смешанная с паром, содержит растворенные соли, которые могут повредить трубы и нанести вред водным экосистемам. [38] Некоторые подземные воды, связанные с геотермальными источниками, содержат высокие концентрации токсичных элементов, таких как бор , свинец и мышьяк .
Закачка воды в улучшенные геотермальные системы может вызвать сейсмичность . Землетрясения на геотермальном поле Гейзерс в Калифорнии, крупнейшее из которых имело магнитуду 4,6 по шкале Рихтера , были связаны с закачкой воды. [39]
«Возможные последствия включают порчу пейзажей, высыхание горячих источников, эрозию почвы, шумовое загрязнение и химическое загрязнение атмосферы, поверхностных и грунтовых вод». [40]
См. также
[ редактировать ]
- Геотермальное опреснение
- Ассоциация геотермальной энергии
- Совет по геотермальным ресурсам
- Commons:Категория:Карты геотермальных ресурсов США.
- Список горячих источников в США
Возобновляемые источники энергии США:
- Возобновляемая энергия в США
- Биотопливо в США
- Гидроэлектростанции в США
- Солнечная энергия в США
- Ветроэнергетика в США
Международный:
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Геотермальная энергия | Служба охраны рыбы и дикой природы США» . www.fws.gov . Проверено 29 мая 2024 г.
- ^ «Решение проблемы землетрясений в геотермальной энергии» . news.stanford.edu . Проверено 29 мая 2024 г.
- ^ Перейти обратно: а б с «Geo-energy.org» (PDF) . www.geo-energy.org . Архивировано из оригинала (PDF) 12 октября 2007 г.
- ^ Лунд, Дж. (сентябрь 2004 г.), «100 лет производства геотермальной энергии» (PDF) , Ежеквартальный бюллетень Geo-Heat Center , том. 25, нет. 3, Кламат-Фолс, Орегон: Технологический институт Орегона, стр. 11–19, ISSN 0276-1084 , заархивировано из оригинала (PDF) 17 июня 2010 г. , получено 13 апреля 2009 г.
- ^ Макларти, Линн; Рид, Маршалл Дж. (октябрь 1992 г.). «Геотермальная промышленность США: три десятилетия роста» (PDF) . Источники энергии, Часть A: Восстановление, использование и воздействие на окружающую среду . 14 (4). Лондон: Тейлор и Фрэнсис: 443–455. дои : 10.1080/00908319208908739 . ISSN 1556-7230 . Архивировано из оригинала (PDF) 16 мая 2016 года.
- ^ Перейти обратно: а б «Геотермальные ресурсы» . НВ Энергия . Проверено 9 марта 2020 г.
- ^ Перейти обратно: а б Геотермальная электростанция Hudson Ranch I мощностью 49,9 МВт представлена в Калифорнии , Мэг Сичон, RenewableEnergyWorld.com
- ^ «ТОТО МАКАО - ДАННЫЕ ТОТО МАКАО - ПЕНГЕЛУАРАН ТОТО МАКАО - РЕЗУЛЬТАТ ТОТО МАКАО» . ТОТО МАКАО - ДАННЫЕ ТОТО МАКАО - ПЕНГЕЛУАРАН ТОТО МАКАО - РЕЗУЛЬТАТ ТОТО МАКАО . Архивировано из оригинала 27 мая 2007 года.
- ^ Гейл Кинси-Хилл (3 июня 2008 г.). «Компания ищет энергию из кратера». Ванкувер Сан . п. Б2.
- ^ Перейти обратно: а б «Архив новостей» . Мир возобновляемых источников энергии .
- ^ Кристофер Мимс «Может ли геотермальная энергия конкурировать с углем по цене?» Scientific American , 2 марта 2009 г. Интернет. 9 октября 2009 г.
- ^ «Министерство энергетики публикует новое исследование, подчеркивающее неиспользованный потенциал геотермальной энергии в Соединенных Штатах» . Министерство энергетики США . 30 мая 2019 г. Проверено 3 июня 2019 г.
- ^ МакКомбс, Брэди (30 мая 2019 г.). «Администрация Трампа удваивает ставку на ископаемое топливо» . Ассошиэйтед Пресс (через LA Times) . Проверено 3 июня 2019 г.
- ^ Барбер, Грегори. «Огромный неиспользованный источник зеленой энергии прячется под вашими ногами» . Проводной . ISSN 1059-1028 . Проверено 8 августа 2023 г.
- ^ «Пепел достигает высоты почти 15 000 футов после последнего взрыва в кратере Халемаумау» . 28 мая 2018 г.
- ^ «Геотермальное предприятие Пуна снова возвращается в строй» . www.bigislandvideonews.com .
- ^ Галлуччи, Мария (28 ноября 2023 г.). «Первая в Америке «усовершенствованная» геотермальная электростанция только что заработала» . Канарские СМИ . Проверено 28 ноября 2023 г.
- ^ Ферво Энерджи (12 февраля 2024 г.). «Результаты бурения Fervo Energy показывают быстрое улучшение геотермальных характеристик» . Fervoenergy.com . Проверено 12 февраля 2024 г.
- ^ GeoEnergy, Think (8 января 2024 г.). «10 крупнейших геотермальных стран 2023 года по версии ThinkGeoEnergy – мощности по производству электроэнергии» . Проверено 29 мая 2024 г.
- ^ «Геотермальное чистое производство электроэнергии в США с 2005 по 2023 год» . Статистика . Проверено 25 июня 2024 г.
- ↑ Объяснение геотермальной энергии , Управление энергетической информации США, 3 апреля 2024 г., по состоянию на 25 июня 2024 г.
- ^ Таблица 1.16.Б. Чистая выработка геотермальной энергии на объектах коммунального хозяйства по штатам , Управление энергетической информации США, Ежемесячник электроэнергии , февраль 2024 г., по состоянию на 25 июня 2024 г.
- ^ Данко, Пит. Нью-Мексико пополняет ряды геотермальных электростанций. Геотермальная энергия. Возобновляемая энергия. Земля Техлинг. http://www.earthtechling.com/2014/01/new-mexico-joins-the-geothermal-power-ranks/ . По состоянию на 6 февраля 2014 г.
- ^ ДиПиппо, Рональд (2008). Геотермальные электростанции, второе издание: принципы, применение, тематические исследования и воздействие на окружающую среду . Баттерворт-Хайнеманн. ISBN 978-0-7506-8620-4 .
- ^ Лунд, Джон В.; Блумквист, Р. Гордон; Бойд, Тоня Л.; Реннер, Джоэл (24–29 апреля 2005 г.), «Обзор страны в Соединенных Штатах Америки» (PDF) , Архивная копия , Труды Всемирного геотермального конгресса, Анталья, Турция, заархивировано из оригинала (PDF) 27 сентября 2012 г. , получено 9 ноября 2009 г.
{{citation}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка ) CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ) - ^ Все цифры скорректированы с учетом недавно вновь открывшейся электростанции Боттл-Рок.
- ^ «NCPA | Энергетическое агентство Северной Калифорнии» . Проверено 7 апреля 2022 г.
- ^ «Электрокоммунальное хозяйство» . 11 октября 2007 года. Архивировано из оригинала 11 октября 2007 года . Проверено 7 апреля 2022 г.
- ^ Бейкер, Дэвид Р. (14 января 2007 г.). «Горячая индустрия может прояснить ситуацию» . Хроника Сан-Франциско . Озерный округ. п. Ф-1 . Проверено 9 ноября 2009 г.
- ^ Доббин, Паула (8 июля 2023 г.). «Геотермальная электростанция Пуна сталкивается с проблемами при наращивании производства» . Гражданский ритм Гонолулу . Проверено 7 августа 2023 г.
- ^ Управление энергетической информации США, Приведенная стоимость ресурсов нового поколения , Annual Energy Outlook 2013, 15 апреля 2013 г.
- ^ Управление энергетической информации США, Приведенная стоимость ресурсов нового поколения , Annual Energy Outlook 2013, 15 апреля 2013 г.
- ^ Геотермальная энергия 101: Основы производства и использования геотермальной энергии с. 5 и 7. Архивировано 6 марта 2009 г. в Wayback Machine.
- ^ «Новая система геотермальных данных может открыть запасы чистой энергии» . Scientific American , Уильям Фергюсон, 25 февраля 2013 г.
- ^ «Часто задаваемые вопросы по геотермальной энергии» . Energy.gov.ru . Проверено 7 апреля 2022 г.
- ^ Макфарланд, Эрнест Л. «Геотермальная энергия». Энергетическая энциклопедия Макмиллана. Эд. Эд Джон Зумерчик. Том. 2. Нью-Йорк: Справочник Macmillan USA, 2001. 572–579. Виртуальная справочная библиотека Гейла. Веб. 9 октября 2009 г.
- ^ Raser Technologies - Как работает модульная геотермальная электростанция. Архивировано 3 июля 2011 г. в Wayback Machine.
- ^ «Альтернативные источники энергии». Научная энциклопедия UXL. Эд. Роб Нагель. 2-е изд. Детройт: UXL, 2007. Золото студенческого ресурсного центра. Веб. 9 октября 2009 г.
- ^ Национальная лаборатория Лоуренса Беркли, Гейзеры
- ^ Арнорссон, Стефан (2004). «Воздействие использования геотермальной энергии на окружающую среду» . Специальные публикации . 236 (1). Лондонское геологическое общество: 297–336. Бибкод : 2004GSLSP.236..297A . дои : 10.1144/ГСЛ.СП.2004.236.01.18 . S2CID 131145568 . Проверено 23 сентября 2013 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Г.А. Мансури, Н. Энаяти, Л.Б. Адьярко (2016), Энергия: источники, использование, законодательство, устойчивость, Иллинойс как модельное государство , World Sci. Паб. Ко., ISBN 978-981-4704-00-7
- Ассоциация геотермальной энергии
- Совет по геотермальным ресурсам
- Аукцион по аренде геотермальной энергии сигнализирует о новой тенденции в США
- Состояние геотермальной промышленности США
- Масштабирование геотермальной энергии для обеспечения надежной базовой нагрузки
- Технологические инновации стимулируют возобновление интереса к геотермальной энергии
- Министерство внутренних дел откроет 190 миллионов акров земли для геотермальной энергетики
- Raser готова поставлять электроэнергию от термоэлектростанции
- История геотермальной энергии в Соединенных Штатах
- Перспективы геотермальной энергетики в США
- Гавайский центр подземных вод и геотермальных ресурсов Гавайского университета в Маноа
- Геотермальная коллекция UH Manoa
- M 5,0–8 км к северо-западу от Гейзеров, Калифорния – Геологическая служба США.
