增强型地热系统(EGS)是地球地下的人造或富集水库,可以从中提取热量以产生地热能。这些水库产生的能源可以作为替代电力来源,有助于减少碳排放。
到目前为止,EGS 主要被视为潜在的稳定可靠的电力来源,可以随着时间的推移持续运行。然而,这些地热储层也有可能在能量转化为电能之前将其储存更长时间,而不是在给定的时间点将其全部转化。
普林斯顿大学零实验室的研究人员和 EGS 开发商 Fervo Energy 最近进行了一项研究,探讨灵活利用 EGS 并存储其产生的能量对长期持续的脱碳发电努力的潜在影响。他们的项目研究结果发表在《自然能源》杂志上。
“这篇论文是我在普林斯顿大学的研究小组、零实验室和增强型地热系统技术初创公司 Fervo Energy 之间的合作成果,”该论文的合著者 Wilson Ricks 告诉 Tech Xplore。“该项目旨在探索灵活运营对 EGS 作为一个行业及其可能参与的脱碳电网的潜在好处。”
EGS 可以灵活运行的想法已经存在了数十年,并于 20 世纪 90 年代首次得到证实。然而,气候变化和旨在使电力系统脱碳的持续努力重新唤起了人们对这一想法的兴趣,最终激励里克斯和他的合作者开展他们的研究。
“最近 EGS 开发的复苏以及对大量风能和太阳能电力系统灵活性和储能的需求不断增加,促使我们更彻底地研究这种方法的好处,”Ricks 解释道。
“我和我的合著者首先对进行灵活操作的 EGS 水库进行了详细模拟。我们使用这些模拟在 GenX 中准确表示灵活的 EGS,GenX 是 ZERO 实验室开发和维护的开源电力系统规划模型。”
GenX 是由麻省理工学院 (MIT) 和普林斯顿大学 ZERO 实验室的研究人员开发的优化模型,旨在预测电力需求、发电和存储。该模型的工作原理是在给定一系列可用技术和各种物理和政策限制的情况下确定电力系统最便宜的配置。
作为研究的一部分,Ricks 和他的合作者专门使用 GenX 来探索 EGS 的灵活运行如何影响美国西部地热能的长期部署。此外,他们还着手确定这些灵活的运营是否可以降低同一地区脱碳电力系统的成本。
“我们试图尽可能详细地描述可用的地热资源基础,绘制该地区不同温度和深度的可用性地图,”里克斯说。“我们还纳入了其他细节,例如当地每小时气温变化,这对一些地热发电厂的功率输出有影响。”