据康奈尔纪事报报道，康奈尔大学研究人员和非营利机构“清洁空气工作组”（CATF）发布题为“超热岩石能源的差距、挑战和前进路径”的报告，探讨了在钻井、井建设、热提取、电力生产和选址方面的技术差距和克服这些差距的策略。
传统的地热能源系统仅限于地球表面附近存在集中热量的地区，特别是在地壳较薄、火山活动提供热量的构造板块边界附近。然而，下一代技术寻求使地热能源几乎在任何地方都成为可能。通过向地球深处钻探，地热系统可以接触到超热岩石能源（SHR），其中岩石被加热到374摄氏度或更热——温度足够高，可以携带更多的能量，并更有效地产生电力。在超热岩石系统中，水被注入深层热岩中，加热后以蒸汽形式返回地球表面，可以用来在电动涡轮机中发电或使用高温过程产生氢气。要获取超热干岩，必须在坚硬、密集的基岩中钻探井孔。已经开发出适用于当前地热系统和用于石油和天然气开采的水力压裂的技术创新，以支持这一概念；然而，报告发现需要重大创新来降低风险和提高效率，包括在钻井设备、钻头、传感器和温度管理设备方面的进步。
研究人员发现，安全地获取这些能源将需要仔细选址和理解关键地下特征，如岩石结构、裂缝和断层线的位置、热流和热源。这是因为地热项目设计在很大程度上依赖于拟议地点的温度、应力、水文条件和岩石属性的详细特征——这些条件随着流体注入和热量提取而随时间变化。与其他容易扩展的可再生能源技术不同，地热发电的高度特定地点方面引入了风险，这一直是商业开发的主要障碍。通过识别最先进的技术和研究与开发机会，以改进和验证特征方法，并加快这项技术商业开发的速度。
现有的研究表明，地球表面以下3到10公里内的2%地热能源可以提供相当于美国当前能源需求的2000倍。报告指出：“地热能源可以提供无穷无尽、始终可用的清洁能源。通过创新，超热岩石能源有潜力在世界上更多的地方以相当于化石燃料的规模和成本提供长期、可扩展、可再生的基础负荷电力。”
在超热岩能源开发中，最具挑战性的材料和技术包括：
1. 高温高压下的钻头和钻具：需要开发能够在374°C甚至更高温度下工作的钻头和钻具。
2. 超高温度的电子井下工具：现有的电子井下工具大多只能在175°C以下工作，需要开发能够在400°C至450°C甚至更高温度下工作的工具。
3. 温度管理设备：需要开发能够有效冷却钻杆和井底设备的系统，以保持其在极端温度下的正常工作。
4. 井用材料和连接设计：需要开发能够在高温高压环境下长期稳定工作的套管、水泥和连接设计。
5. 储层刺激设备：需要开发适用于超热条件的分流器、支撑剂、示踪剂和封隔器等储层刺激设备。
目前在全球范围内，以下几个国家或地区在超热岩能源开发方面取得了重要进展：
1. 冰岛：冰岛已经成功钻探了多口超热井，并在Krafla地区建立了多个地热发电站。
2. 日本：日本的超级脆性项目在3.7公里处钻探到超过500°C的温度，并在东北大学进行相关研究。
3. 意大利：意大利的DESCRAMBLE项目在Larderello地热田钻探了Venelle-2井，达到了514°C的高温。
4. 墨西哥：GEMex项目在Acoculco地热田钻探了多口超过300°C的井，并在Los Humeros地热田进行了相关研究和建模。
5. 新西兰：新西兰的Geothermal: The Next Generation项目在新西兰的Taupo火山带探索超热资源，并计划进行科学钻探。
文章来源 | 国际能源小数据
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