来源：新能源网

　　自史前时代以来，人类就将来自地核深处的热量用于各种目的。现在，这种被称为地热能的古老能源正被用于为世界各国提供大量电力和热量。

　　地热能是可再生的，并且在地球的中心持续生产。随着初创公司和更成熟的电力公司将地热纳入未来计划中，这种古老的热源正在经历现代复兴。

　　今天使用的所有主要地热电站都利用从地下抽出的蒸汽和热水来发电。井通常在150到400英尺（46-122米）深的地方钻探以获取能量。

　　目前，最常见的地热能生产系统称为闪蒸汽发电厂。这种类型的发电厂将温度超过182°C(360°F)的井中热液在高压下输送到地面的储罐中。干蒸汽发电站和二元循环发电厂是另外两种类型的地热发电厂。

　　地热能发电厂的碳足迹很低。与化石燃料和核设施不同，它们不会破坏周围的环境。地热能被认为是当今可用的最清洁的可再生能源之一。

　　正如我们将看到的，初创公司雄心勃勃地进行比以往任何时候都更深的钻探，以释放全球地热的力量。

　　地热历史

　　当地表下的岩浆加热通过多孔岩石排出的地下水时，就会发生地热能的一种自然现象。回到地表，这可能表现为温泉，或者——更罕见的是——间歇泉，这取决于地下条件。

　　人类利用地热能的历史非常悠久。史前人类被温泉所吸引，他们使用这些天然热水进行烹饪、药物治疗，甚至是用于精神目的。

　　地热的第一次工业用途始于19世纪初。到20世纪中叶，世界各地出现了多个地热发电厂和供暖系统。1970年代的石油危机和1990年代最近的气候变化协议使地热作为可再生能源脱颖而出。

　　2019年，美国的地热设施“产生的基荷电力占美国所有公用事业规模发电的0.4%”。截至2021年底，全球地热发电容量为15854兆瓦(MW)。

　　热岩国家

　　根据Think Geo Energy Research的数据，到2021年，有五个国家的地热能发电量超过了1吉瓦(GW)。这些国家包括美国、印度尼西亚、菲律宾、土耳其和新西兰。

　　对于许多国家而言，未来几年地热发电能力的增长空间很大。英国广播公司(BBC)援引国际地热协会前主席亚历克斯·里希特的话说，全球约有600座地热发电厂正在运营或正在建设中，另有600座正在规划中。“欧洲所有主要的电力公司都或多或少的在关注地热，” 

　　与此同时，美国能源部(DOE)表示，几乎可以在任何地方利用地热热泵和相关的应用进行开发。其他巨大的全球地热资源——例如干热岩石和岩浆——正在等待进一步的开发。

　　美国能源部指出，“热液资源——蒸汽或热水储层——主要在美国西部各州、阿拉斯加和夏威夷可用。”世界上最大的地热综合体由22个发电站组成，位于旧金山北部。

　　初创公司

　　有许多初创公司获得了地热投资的资金。其中最有趣的是Quaise Energy，这是一家起源于麻省理工学院的年轻公司，该公司开发了一种使用高频毫米波钻入地球深处的钻井平台Quaise的技术使用一种称为回旋加速器的真空电子设备来开发用于超深钻探的太赫兹毫米波。

　　Quaise Energy的回旋管装置

　　Quaise说，要将地热提高到太瓦级，我们必须比以往任何时候都更深、更快、更热地钻探。该公司将使用传统的旋转钻探进入地下岩层，然后改用新技术钻探到温度达到500°C(932°F)的20千米深处。

　　Quaise首席执行官兼联合创始人Carlos Araque表示：“我们的技术使我们能够在世界任何地方获取能源，其规模远远超过风能和太阳能，使后代能够在一个拥有丰富清洁能源的世界中茁壮成长。”这家初创公司认为，可以通过其新颖的钻井技术获取深层地热能。

　　Quaise希望其毫米波动力钻探能够使电力公司在未来几年内获得大量无碳能源。该公司表示，它将在2024年之前制造钻孔机原型，以在该领域展示其技术。到目前为止，这家初创公司已经筹集了6300万美元的资金。

　　物联网应用

　　物联网(IoT)和人工智能(AI)开始在地热发电厂中使用，以增加能源站的容量。尽管热岩提供了持续稳定的可再生能源输出，但近年来太阳能发电的成本急剧下降。因此，地热发电厂将需要开发新的方法来增加能源容量，同时降低竞争成本。

　　2018年，东芝表示正在进行相关测试，以提前发现发电站的问题。地热发电厂的一个特殊问题是由二氧化硅和腐蚀性气体形成的固体成分（水垢），它们会在涡轮机、热交换器和管道中结晶，从而降低它们的性能。东芝表示，人工智能和物联网用于优化化学喷雾剂的使用，以减少水垢的堆积。

　　东非大裂谷为产生地热能提供了巨大的——而且在很大程度上尚未开发——的可能性。联合国工业发展组织(UNIDO)估计，该地区可能产生15吉瓦(GW)的电力，为该地区的70万户家庭提供服务。

　　工发组织与日本政府合作，计划在东非大裂谷的发电机和涡轮机中安装传感器，以检测地面温度和振动。

　　“从过程中提取的数据将由计算机进行分析，以提高工厂的效率，”工发组织说。“该技术使公司能够实时远程监控和管理能源的生产和分配。”