摘要:一项增强型地热项目正在推进,旨在释放吉瓦级清洁能源,专门用于支持持续的数据中心建设热潮。
在犹他州沙漠深处,沿着数英里长的碎石路行驶,远离主要城市数小时车程,Fervo Energy 押注于能够以经济可行的方式从地球核心汲取热能用于发电,这有望解锁数十吉瓦的基础负荷、零排放电力。此时,美国电力需求正经历几十年来首次显著增长。
地热能并非新鲜事物;传统上,它依赖于特定的地质构造,这严重限制了其潜力。Fervo 现在旨在证明,增强型地热系统——利用石油和天然气行业开创的钻井和水力压裂技术——可以成为美国的基础电源。Fervo 位于米尔福德(Milford)的 Cape Station 项目计划于下月开始向电网供电,使其成为该国首个实现商业运营的增强型地热系统。该公司于今年五月完成首次公开募股(IPO),并刚刚宣布与谷歌达成购电协议,如今必须证明其能够大规模提供具有成本竞争力的增强型地热电力。
Fervo 的起源早于当前的数据中心电力激增。首席执行官蒂姆·拉蒂默(Tim Latimer)在南德克萨斯州开始了他的钻井工程师职业生涯,他与首席技术官杰克·诺贝克(Jack Norbeck)于 2017 年共同创立了这家公司。据拉蒂默称,早期寻求风险投资时遭遇了怀疑:投资者经常问:“我们为什么要投资一家发电公司?电网并没有增长。”石油和天然气公司也轻视了这一举措,他们认为钻穿更坚硬的花岗岩以获取更高温度的井是不可行的。不到十年后,这种叙事完全逆转了。“这与十年前人们甚至质疑是否需要更多新电力时的情况截然不同,”拉蒂默告诉 CNBC,“这是一个十年一遇的繁荣时刻,超大规模运营商、公用事业公司和其他客户现在需要[电力],而我们的电力将成为电网的重要组成部分。”
认识到优质地块的战略价值,拉蒂默在公司成立初期便开始在美国西部各地收购地热权,最终组建了近 60 万英亩的地块组合。这些土地的平均收购价为每英亩 4 美元,而现在价格已超过每英亩 400 美元——拉蒂默认为这一举动极具远见。收购范围涵盖了犹他州的比弗县(Beaver County),该地区也是美国能源部地热能源研究前沿观测站(FORGE)的目标区域。FORGE 一直在汇编数据,以帮助私营开发商商业化增强型地热技术。Fervo 的旗舰项目 Cape Station 就坐落在 FORGE 场址的直接旁边。
在参观 Cape Station 期间,拉蒂默指出了一些令人熟悉的景象,让人联想到二叠纪盆地(Permian Basin),包括由 Helmerich & Payne 提供的钻机。然而,关键的区别在于,犹他州的运营完全致力于产生无排放的电力。与传统依赖天然储层的地热项目不同,增强型地热系统涉及工程师在岩石中人工创造储层。Fervo 钻探两口深度超过两英里的井,其中一口井的水平段延伸超过一英里。该公司对周围岩石进行压裂,然后将水注入注入井,水吸收来自超过 400 华氏度温度的热量。加热后的流体通过另一口生产井返回地面,经过热交换器发电,随后被发电厂顶部的工业风扇阵列冷却。最后,地热卤水通过闭环系统重新注入地下。整个循环——从非饮用水到达地面到重新注入——仅需几分钟。
拉蒂默将 Fervo 的钻井作业描述为超越常规页岩技术,主要受到三大挑战的推动:更坚硬的岩层、更高的温度和更长的井寿命。为了应对这些障碍,公司为钻头电机、钻井液和钻头设计定制了解决方案, notably 部署了聚晶金刚石复合片钻头。拉蒂默将这些创新归功于推动了“地热钻井性能的飞跃”。
从一开始,Fervo 的使命就是推进地热能的科学和技术——拉蒂默认为该部门在技术上落后于其他行业。公司不断收集运营数据以最小化钻井时间,这直接与成本效率相关。在钻机的司钻室内,显示器显示从井下传感器传输的实时指标,相同的数据流同时在 Fervo 的休斯顿总部进行监控。现场地质学家同时分析变化的花岗岩特性,确保操作员保持最佳钻井条件。
随着钻井量的增加,Fervo 稳步降低了成本。尽管如此,尽管保留了唐纳德·特朗普总统的《一个宏大美丽法案》(One Big Beautiful Bill Act)下的联邦税收抵免,地热电力仍然比其他替代能源来源更昂贵。在 Fervo 的内华达州试点设施中,初始井需要 70 天才能达到 11,220 英尺的测量深度。在 Cape Station 第一阶段,平均钻井时间降至 21 天,深度达到 14,483 英尺,使成本降至每千瓦约 7,000 美元。对于 Cape Station 第二阶段,公司目标是将成本降至每千瓦 5,500 美元,并计划钻探其最深的井,深度达 19,448 英尺。同时,上升的储层温度和更大直径的管道提高了每口井的电力输出。
进一步降低成本对于地热能与成熟的发电方法竞争至关重要。展望未来,拉蒂默预测 Fervo 最终可以将成本降至每千瓦 3,000 美元。“[因为]我们可以持续钻井……我们消除了多年来困扰地热行业的许多不确定性和勘探风险,”他说。“[我们]将地热置于那种在其他行业中带来戏剧性成本下降的学习曲线上……我们预计通过模块化和标准化,钻井业务和发电厂业务的成本都将大幅降低。”
Fervo 的支出分为地下钻井和相邻的发电厂两部分,两者都在看到成本效益。初始 33 兆瓦发电厂的组件是单独交付的。对于将产能扩大到 50 兆瓦的第二阶段,零部件和设计已标准化,使该项目有望将建设周期缩短 30% 以上。Fervo 的长期目标是在任何地方部署这些设施,包括数据中心背后的计量安装——这种配置将能源生产和存储系统直接放置在客户的物业上。“我们正在开发一种模式,我们将同时在合适的地点追求输电和并网项目,以及希望更快交付的客户,”拉蒂默说。“背后的计量是一个很好的机会。”
与谷歌的协议使 Fervo 的总合同容量提高到约 1 吉瓦。拉蒂默证实,该公司正在与多家额外买家进行高级商业谈判,包括南加州爱迪生(Southern California Edison)、壳牌能源(Shell Energy)和 NV Energy,所有这些买家都承诺购买 Fervo 的电力。虽然 Fervo 尚未披露其购电协议的具体条款,但超大规模运营商已表现出愿意支付溢价,这在很大程度上是由企业气候目标驱动的。该公司还强调,其加速的开发时间表使其区别于其他发电技术。通过利用现有的石油和天然气供应链,Fervo 避免了影响燃气轮机市场的严重瓶颈——通用电气 Vernova(GE Vernova)等制造商报告积压订单长达数年。此外,Fervo 工厂使用的有机朗肯循环涡轮机不受同样的延误影响。
Fervo 在今年五月完成了备受期待的首次公开募股,通过超额认购发行了近 20 亿美元的股票。尽管股价在 5 月 15 日创下历史新高,但此后下跌了约 57%。该公司表示,打算将 IPO 收益用于地理和运营扩张。“我们在整个美国西部都有项目场地,”拉蒂默说。“我们现在有了追求它的资本,我们希望在整个西部乃至全世界重复这些 GeoBlocks,直到我们实现更可靠、负担得起且可持续的电网。”