在德克萨斯州，前石油和天然气工人拥护地热能替代化石燃料发电厂

这个故事最初由 德克萨斯论坛报 是第二个 系列三部分 关于新兴能源以及德克萨斯州在开发这些能源方面的作用。

2009 年，在麦卡伦西北约 45 英里的一块灌木覆盖的牛地上，壳牌公司掩埋并废弃了一口为寻找天然气而钻探的井。 结果发现这口井是一个干井。 该地点的植被又重新生长起来。

2021 年，一家由前壳牌员工经营的位于休斯敦的能源公司前来寻找。

不过，该公司并未开采石油或天然气。 它的工程师正在寻找一个地方来试验他们的技术，以生产由地球地下热量产生的地热能。

一家名为 Sage Geosystems 的初创公司租用了该场地。 该公司安装了井口并引进了柴油动力泵。 他们利用流体在地表深处的岩石中产生裂缝，这种技术类似于石油和天然气的水力压裂。

去年三月的一天，工作人员向这口 2 英里深的井中注入了 20,000 桶水。 几个小时后，操作员从控制室打开了油井。 当高压水喷涌而出时，地面上的管道震动。 水旋转小型涡轮机发电。

Sage 和其他公司认为，地热能是取代污染严重的燃煤和燃气发电厂的关键。 尽管太阳能和风能被证明是清洁能源，但它们只有在阳光照射或有风吹过时才能产生电力。 地热能可以提供持续、无排放的能源。

“地热不存在这些可变条件，”德克萨斯大学奥斯汀分校清洁能源专家迈克尔·韦伯说。 “如果你到达地下的热点——可能在数千英尺以下——无论是多云还是夏季，热量都无关紧要。”

德克萨斯州已成为早期地热能勘探的热点地区。 至少有 3 家公司的总部设在休斯顿，数十名前石油行业工人和高管正在将他们的地质、钻井和开采知识运用到新能源领域。

“自从 Spindletop 以来，我们已经在德克萨斯州的地面上打出了超过一百万个洞，”德克萨斯州前石油和天然气监管者、现已成为地热倡导者的巴里·史密瑟曼 (Barry Smitherman) 说。 “所以我们拥有很多知识、历史和技能。”

随着放射性元素的分解，热量不断地从地球中心散发出来。 这种能量使水变暖，使水在表面冒泡或以蒸汽形式逸出。 自古以来，人类就利用这种现象（地热能的一种早期形式）来取暖、洗澡和做饭。

一百多年来，工程师们一直利用地下热水或蒸汽来发电。 地热发电 2015 年推动了 27% 冰岛位于世界上最活跃的火山带之一。 2022年，产生了 约百分之五 加利福尼亚州的电力。 美国是世界上最大的地热发电国。

尽管如此，与其他来源相比，美国生产的地热发电总量仍然很小。 去年约占4吉瓦， 根据 联邦政府分析，或足以为德克萨斯州约 80 万户家庭供电。

Sage 等企业和政府研究人员表示，在没有天然水的地方，通过将流体泵入热岩中可以获得更多的地热能。 政府分析预测，随着技术的进步，到 2050 年，美国的地热发电量可能会增长到 90 吉瓦。这足以在去年夏天需求最高的一天为整个德克萨斯州电网供电。

公司正在竞相开发技术和工艺来利用这种能源。 他们的钻探深度各不相同（从石油和天然气设备可以处理的大约 7,000 英尺到无法处理的 66,000 英尺）、如何加热水（在井中或岩石中）以及如何将水带入水中。热水回流（在送水的同一口井中或在第二口井中）。

就像石油野心勃勃的人一样，地热行业必须找出最佳的钻探地点。 他们将面临同样的担忧，即引发地震，这些担忧一直困扰着石油和天然气水力压裂作业以及之前的地热工作。 2006年，瑞士试点地热发电厂 造成了 3.4级地震损坏了建筑物并导致 工厂关闭。 2017年，发生5.5级地震 链接到一个 韩国试点地热项目造成数十人受伤。

斯坦福大学名誉教授威廉·埃尔斯沃思表示，公司应遵循研究得出的现有最佳实践来监测地震活动并根据需要调整或暂停运营。 各国也可以强制执行这些协议。 “你必须注意你正在做的事情，”埃尔斯沃斯说。

也许最重要的是，地热企业必须证明，在联邦政府以《通货膨胀减少法案》的形式提供的帮助下，他们可以与其他能源的成本竞争 税收抵免。

莱斯大学副教授丹尼尔·科汉表示，技术部署得越多，成本可能下降得越多。 获得联邦政府希望的具有成本竞争力的价格是“可行的”，科汉说，“但不能保证该行业一定会实现这一目标。”

联邦能源部本月表示，到 2030 年需要投资 200 亿至 250 亿美元才能实现广泛使用。

“我们都在做一些有点不同的事情，”Sage 首席执行官辛迪·塔夫 (Cindy Taff) 说。 “我们中的一个人将会取得突破，真正将这些东西商业化。”

塔夫是一位曾在美孚工作的地球物理学家的女儿，她学习机械工程，并在壳牌工作了 36 年。 她从生产工程师一路晋升为副总裁，管理着一个年度预算约为 10 亿美元的团队。

塔夫长着雀斑，卷发过肩，她说她知道世界希望转向新能源。 她的女儿担心气候变化，敦促母亲远离石油和天然气的“黑暗面”。

当壳牌的前同事告诉塔夫他们正在共同创立 Sage 并邀请她加入他们时，她很兴奋。

塔夫发现 Sage 是一家灵活的公司，拥有她认为业内最聪明的员工。 地热业务还有很多发展空间，就像风能或太阳能的早期发展一样。 她的工作可能会产生很大的影响。

塔夫说：“与我认识的那些有紧迫感并能带来改变的人一起工作是令人兴奋的。” “然后，能够以一种可以推动议程的方式为自己工作，真是令人兴奋。”

因此，2020 年，塔夫迈出了这一步。 她的女儿也加入了公司。

激发人们对地热的兴趣

1989年，埃克森·瓦尔迪兹号油轮在阿拉斯加海岸泄漏了1100万加仑石油，导致约25万只海鸟、2800只海獭和300只斑海豹死亡。 在佐治亚州奥古斯塔，10 岁的杰米·比尔德 (Jamie Beard) 被新闻报道所吸引。

“我足够了解事情，知道这不是我们想要的，”比尔德说。

那次经历促使比尔德投入环保活动，从第二天开始，她拿着一个装饰得像海洋的纸巾盒，为珊瑚礁筹集资金。 她画了有关环境权的壁画。 在阿巴拉契亚州立大学上大学时，她组织了一个地球日节日，并将自己绑在西弗吉尼亚州山顶的树上，以抗议工人为了开采煤炭而将树刮掉。

比尔德继续在波士顿大学学习环境法。 她代表企业，告诉自己她可以从内部做出最好的改变。 事实证明这是错误的。 她加入了一家致力于可应用于地热钻探技术的初创公司。

就在那时，她的生活发生了改变。

比尔德读到了一篇关于地热能在全球范围内提供电力的巨大潜力的采访。 此次采访的对象是麻省理工学院教授 Jefferson Tester，他领导的团队于 2006 年为联邦政府发布了一份长达 372 页的资源评估报告。

“这项技术需要进步……但它并不需要发明一个全新的领域，因为它与我们在碳氢化合物开采方面的工作非常兼容，”泰斯特在接受《德克萨斯论坛报》采访时表示。 “他们在地上钻孔，从地下抽取液体，无论是气体还是液体，然后将其出售。 嗯，这也是你为地热所做的事情。”

比尔德一遍又一遍地读着这份报告。

这就是我的职业，比尔德想。

现代地热发电的历史可以追溯到一个世纪前：世界上第一座全面的地热发电厂于 1913 年在意大利开始运营。 1960 年，太平洋天然气和电力公司在北加州一个被称为“间歇泉”的地方建造了美国第一座商业地热发电厂。

20 世纪 70 年代，联邦能源部开始研究从所谓的干热岩石中获取电力。 那十年的国家 经历过 阿拉伯国家对美国实施石油禁运，导致油价飙升。 尽管如此，该技术还没有发展到足以让这个概念起飞的程度。

美国能源部地热技术办公室主任劳伦·博伊德说，工程师们在可以相对容易地找到现有水资源的地方建造了地热发电厂，这些发电厂可能以温泉或喷气孔为标志，这些孔洞是热气体和蒸汽从地下逸出的地方。 但随着黄金地段越来越难找到，建设新工厂的风险也变得更大。

比尔德看到了机会。 她知道石油和天然气行业可以快速发展技术。 美国迎来了“页岩革命”，各公司通过水力压裂（称为水力压裂）进行水平钻探和裂开岩石，以提取大量石油和天然气。 该技术可用于地热。

45 岁的比尔德是那种说话充满能量、能感染你的人。 她的头发被剪成有棱角的波波头； 她戴着艺术眼镜。 她给了一个 TED演讲 看起来很容易。

凭借能源部 100 万美元的拨款，比尔德于 2019 年左右转到德克萨斯大学奥斯汀分校，以说服人们现在是创办一家地热公司的时候了。 她认为，石油和天然气专家不一定只是气候变化故事中的恶棍；他们也是气候变化故事中的罪魁祸首。 他们也可能是帮助缓解这一问题的人。

“石油和天然气行业的人是一个巨大的智囊团，”比尔德说。 “他们是一笔巨大的资产。”

比尔德有一个年幼的儿子。 她得知他继承了一种罕见的遗传病，这使他的预期寿命只有 10 岁左右。 《连线》杂志记者 谁介绍了胡子 描述了一个面临生存选择的女人：她可以让命运的厄运吞噬她，或者专注于改变世界。

比尔德首先联系了行业资深人士，她怀疑他们已经退休，正在打高尔夫球并且感到无聊。 也许他们的孙子们正在追捕他们，因为他们参与了导致气候变化的化石燃料行业。

比尔德说，她花了几个月的时间与像兰斯·库克这样的人交谈，兰斯·库克从壳牌公司退休，担任副总裁。 比尔德说，她通常得到的反应是“这永远不会成功”，几周后接到电话，对方仍在考虑这个问题。 但库克决定介入，并成为一家以比尔德的儿子塞奇命名的新公司的首席技术官。

TED 领导人克里斯·安德森 (Chris Anderson) 通过他的气候投资基金投资了 1600 万美元，他以专家就各种主题进行 TED 演讲而闻名。 钻井公司 Nabors 又投资了 900 万美元。

早期的成功

比尔德并不是唯一一个看到利用石油和天然气行业的专业知识在德克萨斯州开发地热能的潜力的人。

蒂姆·拉蒂默 (Tim Latimer) 在德克萨斯州中部一座约有 1,000 名居民的城市长大，他记得在那里对探索频道的节目“Build It Bigger”非常着迷，该节目讲述了影响许多人生活的大型项目的建设，例如桥梁、隧道和水坝。

拉蒂默在塔尔萨大学学习机械工程。 他希望回到德克萨斯州找到一份离家人和朋友更近的工作，因此 2012 年毕业后，他在页岩革命兴起之际前往钻井现场工作。

拉蒂默考虑了在面临气候变化的世界中他是否应该从事化石燃料领域的工作。 但与聪明人一起研究快速发展的技术让他感到兴奋。 经过多年钻探研究后，转向风能或太阳能领域感觉不太对劲。

然后是灵光乍现的时刻。 他发现了 2006 年的地热报告，这给比尔德带来了灵感。 他意识到，他正在做的事情，包括在德克萨斯州南部的高温岩石中钻探，为地热领域提供了他所说的“技术转移的巨大机会”。

拉蒂默认为这个想法非常明显，他可以加入一家已经这样做的地热公司。 他没有找到。 如果这可以改变世界获取能源的方式而没有人尝试过怎么办？ 他想知道。 和其他初创公司创始人一样，他善于表达，梦想远大。 在一次会议上，有些人穿着西装，而他则穿着运动鞋、系扣衬衫和牛仔裤。

拉蒂默去了斯坦福大学商学院，遇到了一位获得地热研究博士学位的同学。 他们一起创立了 Fervo Energy。 他们的业务总部位于休斯顿。 他们在休斯顿聘用的第一名员工拥有在 Hess 和 BP 石油天然气公司工作 15 年的经验。 Fervo 目前拥有 80 名员工，其中约 60% 来自石油和天然气工作。

Fervo的方法基本上是垂直和水平钻孔，然后使用水力压裂技术在地球上产生水平裂缝。 这样，操作员就可以将水送入井中，水可以流过岩石上的小裂缝进行加热，然后再返回附近的另一口井。

两家加州能源供应商已签署从 Fervo 购买电力的合同。 谷歌还与他们签订了财务协议。 石油和天然气公司德文能源公司投资了 1000 万美元，后来又投资了数百万美元。

去年夏天，Fervo 在内华达州 375 度的岩石中进行了为期 30 天的测试。 他们认为这是一个 成功，现在该公司正在犹他州附近建设一个项目，毗邻能源部资助的地热现场实验室。 他们预计该项目将在 2026 年将大部分电力输送到加州电网。

钻得更深

回到休斯敦，在城镇南侧的一组米色仓库中，另一家由前石油和天然气专家领导的公司正在采取第三种方法。

Henry Phan 离开了斯伦贝谢 19 年的产品开发职业生涯，加入了一位创办了 Quaise Energy 的前同事，他的工作包括设计可横向转向的钻井设备。 该公司专注于利用毫米波（毫米波是一种高频微波，如用于加热食物的微波）通过蒸发岩石来打井。

当地下温度达到 400 度左右时，石油和天然气设备开始出现故障。 钻头在坚硬的岩石上磨损很快，电子设备也超出了其极限。 使用毫米波将使操作员能够“钻探”比石油和天然气设备更深的深度，这意味着可以到达更热的岩石，从而产生更多的电力。

这个想法引起了潘的兴趣，他认为物理学是有道理的。 此外，他还将致力于尖端技术的研究，他认为这些技术可能是“人类的一大进步”。 奎斯的官僚主义比斯伦贝谢巨头要少得多，斯伦贝谢用于产品开发的资金似乎正在减少。 2020 年，他签约担任 Quaise 的工程副总裁。 他带来了更多以前的同事。

Quaise 的目标是到 2026 年能够钻探 300 至 500 度的岩石，到 2028 年生产可以发电的蒸汽，然后进入商业化。 他们的投资者包括 Nabors、气候投资者 Prelude Ventures 和亿万富翁 Vinod Khosla。

在该技术的早期实验中，他们使用毫米波“钻穿”一个 8 英尺长的玄武岩圆柱体以及 1 至 2 英寸厚的玄武岩样本。 这些例子陈列在他们的办公室里。

“开发新产品很酷，”潘说，“但事实上，它可以对……我们的生活和我们孩子的生活以及他们这一代人和他们的孩子产生影响，这是具有里程碑意义的。 因此，从我们正在做的事情的角度来看，如果我们能让这件事发挥作用，那就是值得的。”

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