«В последнее время правительства и инвесторы проявляют повышенную заинтересованность в развитии геотермальной энергии».
Геотермальные скважины вырабатывают энергию более века, и в течение последних десятилетий являются важной частью энергетического портфеля многих стран. Несмотря на свою долгую историю, геотермальная энергия никогда не входила в число основных источников электроэнергии. Однако, глобальный толчок к декарбонизации привлекает в сектор новых инвесторов, в том числе некоторые крупные нефтегазовые компании, которые делают ставку на масштабируемость геотермальной энергии.
«С точки зрения инноваций сегодня геотермальной энергии уделяется больше внимания, чем 10 лет назад», - говорит Брайан Уолш, глава WIND Ventures, подразделения корпоративного венчурного капитала COPEC, чилийского конгломерата, расположенного в Сан-Франциско, Калифорния. «Интерес обусловлен тем, что геотермальная энергетика может предложить базовую, круглосуточную, возобновляемую энергию, в то время как солнечная и ветряная энергия не обеспечивают стабильность. Это особенно интересно для производства «зеленого» водорода, где коэффициент производственной мощности является ключевым фактором стоимости «зеленого» водорода».
Растущий рынок.
Крупные сделки формируют геотермальный сектор, отчасти благодаря тому, что компании стремятся инвестировать в экологически чистую энергию и ESG - экологическое, социальное и корпоративное управление. Atlantica Sustainable Infrastructure plc, специализирующаяся на чистой энергии, в марте объявила о сделке на 170 миллионов долларов по приобретению Coso Geothermal Power Holdings LLC, которая владеет геотермальной электростанцией мощностью 135 МВт в Калифорнии.
Станция Coso является третьей по величине геотермальной электростанцией в США и обслуживает рынок независимого системного оператора Калифорнии (CAISO), который получает 6,4% возобновляемой электроэнергии из геотермальных источников.
BP и Chevron, две крупные нефтяные компании, в феврале возглавили раунд финансирования в размере 40 миллионов долларов в канадскую геотермальную фирму Eavor. Компания, базирующаяся в Калгари, разработала технологию, которая создает подземный «радиатор». Система компании (рис. 1) состоит из замкнутой сети трубопроводов, проложенных на 2–2,5 мили под землей. Петля начинается и заканчивается на одном и том же наземном объекте. Трубы прокладываются с использованием передовых технологий бурения, применяемых при разведке нефти и газа.
Жидкость перемещается по трубам от наземного объекта через горячую окружающую среду под землей, а затем циркулирует обратно в верхнюю часть контура, где преобразуется в электричество или передается в сеть централизованного теплоснабжения.
Инвестиции в Eavor - это первый шаг BP в геотермальную отрасль, а для компании Chevron, которая вышла из этого сектора в 2016 году, это новый шаг.
Шведская компания Net Trading Group of Sweden недавно подписала соглашение о приобретении Rock Energy Group, компании, которая работает с возобновляемыми и устойчивыми источниками энергии, включая геотермальную. Норвежская компания Rock Energy предлагает решение для бурения глубоких скважин, в частности, из так называемых горячих сухих пород, считающихся усовершенствованной геотермальной системой (EGS). Rock Energy работала над геотермальной системой централизованного теплоснабжения для аэропорта Гардемуэн в Осло, Норвегия.
Кения - крупнейший производитель геотермальной энергии в Африке, подписала рамочное соглашение с Комиссией Африканского союза и Новой Зеландией с целью развития геотермальной энергетики в Кении. Кенийские власти стремятся расширить установленную электрическую мощность страны и диверсифицировать использование геотермального тепла. В рамках соглашения кенийская государственная компания Geothermal Development Co. (GDC) получит грант в размере около 695 000 долларов на дальнейшее развитие и диверсификацию использования геотермального тепла из-под Великой рифтовой долины в Кении.
GDC уже добывает геотермальную энергию на нескольких объектах в западной Кении и полагается на независимых производителей энергии для преобразования подземного тепла в электричество. Геотермальное тепло планируется использовать для пастеризации молока, для теплиц, для промышленности и т.д. GDC получила грант в размере 14,5 миллионов долларов на геотермальный проект Баринго-Силали, который в перспективе будет производить 300 МВт электроэнергии на трех паровых установках.
Министерство энергетики США (DOE) поддерживает исследования в области геотермальной энергетики, в частности EGS. Проект DOE FORGE (Пограничная обсерватория для исследований в области геотермальной энергии) в штате Юта недавно отобрал 17 проектов на получение гранта.
Министерство энергетики играет важную роль в снижении риска новых энергетических технологий, чтобы они стали привлекательными для венчурных инвесторов, которые еще больше снижают риск, чтобы они стали привлекательными для инвесторов в акционерный капитал, и т.д. и т.п. Непрерывное финансирование важно для «инновационного двигателя» США. Особая роль Министерства энергетики заключается в поддержке изобретений и экспериментов в университетах, национальных и частных лабораториях. Влияние МЭ на программы, ориентированные на технологии, такие как EGS, заключается в ускорении времени от лабораторных исследований до коммерческого внедрения новых технологий, связанных с EGS.
Коммерческие, промышленные и жилые приложения.
Геотермальная энергия использовалась как часть районных энергетических систем; например, она обогревает большую часть делового района города Бойсе, штат Айдахо. Компания Darcy Solutions из Миннесоты разработала геотермальную систему для обогрева и охлаждения коммерческих и жилых зданий.
Брайан Ларсон, генеральный директор Darcy, сказал, что «компания придерживается философии «заставить грунтовые воды работать», используя тепловые свойства грунтовых вод для облегчения нагрева и охлаждения». «Darcy Solutions решает две самые большие проблемы, связанные с обогревом и охлаждением геотермальных источников земли: стоимость и площадь. Наш запатентованный подход использует тепловые преимущества воды и постоянную температуру мелководья, чтобы сделать устойчивое отопление и охлаждение практичным и финансово привлекательным для коммерческих и жилых зданий».
«Наша технология значительно повышает эффективность системы, снижая потребление энергии и площадь на 95%. Предлагая окупаемость проекта до 10 лет и максимальное сокращение выбросов углекислого газа. Это экологически безопасное решение отопления и охлаждения для нового строительства и модернизации».
«Текущий проект в Миннеаполисе, штат Миннесота, ориентирован только на «охлаждение». Это другая система отопления. [Мы даем им] 78% снижение затрат на охлаждение», что, по словам Ларсона, обеспечивает возврат инвестиций «через 5-7 лет вместо 10-15 лет. Поэтому все больше людей заинтересованы в сокращении углеродного следа».
Глубокое бурение
Проект глубокого бурения в Исландии (IDDP) продолжается уже более двух десятилетий. Этот проект основал консорциум из трех исландских энергетических компаний. Он начался с бурения скважины глубиной 4- 5 километров (от 2,5 до 3,1 мили) в высокотемпературной гидротермальной системе, чтобы достичь сверхкритической водной жидкости от 400 ° C до 600 ° C на краю пластины с надрезами в середине океанский хребет. Технико-экономическое обоснование было завершено в 2003 году, по результатам которого было принято решение пробурить первую потенциальную скважину IDDP на Рейкьянесе. Эта скважина была заброшена через три года из-за блокировки, но были обнаружены и пробурены другие скважины.
Буровая установка Thor используется на скважине IDDP-2 в рамках Исландского проекта глубокого бурения. Буровая установка, эксплуатируемая Iceland Drilling, использовалась в других геотермальных проектах на полуострове Рейкьянес.
Baker Hughes, ведущая мировая нефтесервисная компания, разработала и развернула систему наклонно-направленного бурения при высокотемпературных условиях, в том числе для скважины IDDP-2 (Рис. 2). Представители IDDP заявили, что результаты по этой скважине представлены на Всемирном геотермальном конгрессе, который начался с онлайн-сессии в марте и завершится в Рейкьявике, Исландия, в октябре.
Тейлор Мэтти, руководитель геотермальных инноваций компании Baker Hughes, сказал, что компания «располагает технологиями для каждого геотермального региона по всему миру, а геотермальные эксперты знакомы с уникальными проблемами работы в условиях высокого давления и высокой температуры. Мы разработали специальные геотермальные технологии и услуги, предназначенные для работы в экстремальных пластовых условиях геотермальных систем с целью снижения затрат, максимизации эффективности производства и снижения рисков».
Компания Baker Hughes управляет «несколькими испытательными центрами по всему миру, где моделируются реальные геотермические условия, имитируется состав скважины, используются передовые технологии проектирования и аддитивного производства для создания 3D-печатных прототипов и деталей», - сказал Мэтти. «Примером может служить научно-исследовательский и технологический центр в Целле, Германия, где созданы возможности для имитации геотермальных скважин, тестирования высокотемпературных материалов и компонентов, в том числе буровых агрегатов и погружных насосов».
Как компания, специализирующаяся на энергетических технологиях, Baker Hughes работает по нескольким направлениям. По мере развития геотермальной промышленности Baker Hughes фокусируется на технологических достижениях, которые позволяют производить более глубокое и быстрое бурение в наиболее жарких и суровых условиях скважин. Технологии, снижающие риск и минимизирующие первоначальные затраты на проект, особенно важны для геотермальных операций.
Ключевые области инноваций
По мнению Уолша инновации геотермальной отрасли сосредоточены в трех ключевых областях:
- Технология бурения. Снижение стоимости бурения - меньше затрат на геотермальные ресурсы.
- Технология теплообменников. Повышение эффективности тепла потенциально снижает объем бурения.
- Процесс. Добавить по возможности получение дополнительных ресурсов кроме «тепла» в геотермальный план. Например, производство лития из геотермальных источников прямого использования.
Группа «рассматривает стартапы в области геотермальных технологий в Латинской Америке. Есть и другие венчурные компании, занимающиеся чистыми технологиями, в том числе геотермальной энергией. Если возрождение геотермальной энергии будет реализовано, то капитал, связанный с ESG, придет в сектор для масштабирования новых версий геотермальной энергии в реальные проекты по производству электроэнергии.
Ларсон сказал, что еще одно преимущество геотермальной системы отопления или охлаждения для коммерческого здания - это возможности, которые открываются для других источников энергии. «Геотермальная технология дополняет такие возобновляемые технологии, как ветер и солнечная энергия», - сказал Ларсон. «В этом здании в Сент-Поле [с системой Дарси] было 36 блоков на крыше, связанных с устаревшей системой отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Сейчас их четыре. Также необходимо учитывать и эстетическое преимущество».
Ларсон отметил тенденцию использования микросетей для питания целых сообществ: «Здание оснащено собственной солнечной батареей на крыше, а в совокупности с геотермальной системой это уже микросеть, которая поддерживает этот район».