在明年年初，德州电网将通过埋藏在岩石中的“电池”来获取首批清洁能源。
周二，圣米格尔电力合作社(San Miguel Electric Cooperative)宣布与Sage Geosystems达成合作协议。Sage Geosystems是一家由壳牌(Shell)前高管创立的公司，正是德州地热能源初创企业蓬勃发展的一个缩影。
根据协议，该试点项目还将利用一家燃煤电厂的场地，反映了能源转型的现状，公用事业公司常常在污染但稳定的能源与清洁但不稳定的能源之间挣扎。
这也标志着将德克萨斯州日益增长的电力需求与地下丰富能源相连接的第一步。
“如果我们成功，这将改变能源行业的游戏规则，”圣米格尔能源公司的首席执行官克雷格·考特对《国会山报》表示。
解决德克萨斯州地热障碍的新方法
最近发布的地图显示，德州在地热潜力方面位居全国前列，位于西部上升的山脉之外，拥有最大的地下热能储备。
然而，该州在将地热作为主要能源方面仍面临技术、监管和财政等多重挑战。
Sage地热公司正在试验一种定制的涡轮机，旨在有效利用地球的热量进行发电。
顾名思义，地热能通常依赖于这种热量，用于工业或发电。
然而，Sage与圣米格尔合作的项目采用了一种不同的方法，更加符合德州日益增长的可再生能源电网的需求。
该项目并不寻求直接利用地下热能，而是通过“地球储存”和现成部件制成的涡轮机，捕获来自风能和太阳能的廉价电力，并在需要时将其出售给电网。
这项技术类似于“抽水蓄能”的反向版本，当电力便宜时，水被泵入上游水电站的水库；当电力昂贵时，水则流回下游——在这种情况下，水通过井流回上游。
Sage公司首席执行官兼联合创始人辛迪·塔夫表示：“你给地球能量，它就像气球一样把能量还给你。”
塔夫和她的联合创始人看到了水力压裂技术的巨大潜力，这项技术在很大程度上消除了“干孔”的风险，颠覆了21世纪初的石油和天然气行业。“干孔”是指油井中没有预期的石油或天然气，这一问题仍困扰着传统地热技术。
借助水力压裂和水平钻井技术，油气生产商能够有效地随意开采油气，地热技术的先驱们希望水力压裂技术也能为他们的行业带来好处。
尽管像Project Innerspace的Jamie Beard这样的地热倡导者表示，石油和天然气行业已准备好转向地热，但迄今为止，该行业仍不愿意投资于这一转变，除了极少数例外。
这使得像Sage这样的初创公司有机会开发新的地热项目，能源部希望这一进程能开启快速发展的新钻探浪潮，帮助释放一个行业，到本世纪中叶将承担美国电力需求的很大一部分。
塔夫在接受《国会山报》采访时表示，尽管最终目标是利用地球的热量，但在圣米格尔项目中使用压力的决定具有显著优势。
首先，收集压力能的技术效率比利用地热的技术高几倍，且成熟的涡轮机技术比Sage提出的地热技术更简单、更成熟。
塔夫对《国会山报》表示，这个抽水蓄能项目将“使我们能够展示地热所需的大约80%”，为公司提供了利用现有石油和天然气技术进行电力开采的机会。
“对于地热，你只需将井钻得更深——当然，你的发电厂是不同的，因为你有一个热交换器和二元循环涡轮机，”该公司目前正在测试。
煤炭的替代品
圣米格尔的项目起步于近期成本、诉讼和联邦法规的上升。
该合作社位于圣安东尼奥南部，提取褐煤并将电力出售给德克萨斯州电力可靠性委员会运营的市场，该委员会控制着德克萨斯州的岛屿电网。
据《德克萨斯论坛报》报道，该公司在过去十年中是德州仅有的两家获得新煤矿开采许可证的公司之一，但面临着当地牧场主和市政当局对水污染的多次诉讼。
在2023年的一篇专栏文章中，考特回应了有关其煤矿扩张的法律斗争的报道，辩称该合作社储存煤灰是“在我们证明对环境和健康没有重大不利影响后，由州政府机构授权的。”
然而，随着廉价替代能源的兴起，联邦政府对煤炭污染的担忧加剧，煤炭的监管环境只会变得更加严苛。圣米格尔工厂受美国环境保护署(EPA)新规的约束，该规旨在控制污染，尤其是神经毒素汞的排放，该工厂是美国最大的汞排放者之一。
德州是挑战这些规定的州之一，但据盛德律师事务所(Sidley Austin LLP)的分析，如果这些规定得以实施，煤炭行业每年将损失10亿美元，威胁到该行业本已岌岌可危的经济状况。
煤炭价格自去年以来飙升，尤其是与天然气和可再生能源价格下跌相比。
两年前，考特和他的董事会开始寻找可替代能源进行投资。随着煤炭成本的高企和不断增长，“我对我的会员负有信托责任，以确保我为他们提供最低成本的电力，”考特告诉国会山。
他在2022年通过的《通货膨胀削减法案》中看到了机会，该法案包括为美国农村赋权项目提供近100亿美元的资金，旨在帮助农村电力合作社从煤炭转型。
考特认为，最便宜的选择可能是太阳能或电池——他的研究表明，一旦考虑到联邦政府的激励措施，太阳能或电池的价格将超过汽油。
但与联邦政府的接触促使考特开始探索地热，这最终将他带到了斯塔尔县的测试设施——在那里，Sage正在试验一种新的能源储存形式，这将成为其与圣米格尔公司合作项目的核心。
地热倡导者设想了一个更重大的转变，从煤炭转向地热。他们认为，许多煤炭设施是改造的理想对象，尽管它们需要退役以应对气候变化，但它们仍然处于已建成的输电线路网络中心，关闭后仍需调度电力。
像圣米格尔一样，许多老化或即将退役的煤电厂坐落在非常热的岩石之上。
跨越可再生能源“鸭子曲线”的潜在桥梁
对于考特来说，Sage的项目为圣米格尔提供了一条新的道路，整个德克萨斯州都有可能受益于其地热潜力。
考特表示：“如果我们使用地热，那么我们就可以用地热为德克萨斯州供电。”
该公司的地球储存计划及其最终的地热野心，为他提供了一个理想的解决方案。
尽管考特是一家煤炭公司的负责人，但他告诉《国会山报》，他看到了可再生能源的价值，但也担心它们的局限性，因为他正在为公司寻找下一个篇章。
“我们想要更多的可再生能源，不要误解我的意思——我们知道这是一种更清洁的能源。但如果遇到阴天，你仍然需要天然气、核能和煤炭来发电。”
特别是，公用事业公司经常受到所谓的“鸭子曲线”的困扰——傍晚时分太阳能产量下降和电力需求上升之间的低谷，这一现象（有些想象力）代表了水鸟的粗糙线条。
虽然公用事业规模的锂离子电池可以帮助抚平这一曲线——德克萨斯州处于该技术繁荣的前沿——但它们只能储存大约四个小时的电力。
相比之下，地面储存——承诺提供12小时可靠的能量储存和再捕获——有助于在太阳下山时鸭子的背部和夜间风起时鸭子的头部之间架起6到8小时的桥梁。
这个试点项目非常小，只有3兆瓦。然而，正如水力压裂技术越来越擅长将数十口井打包到一个钻井平台上一样，塔夫告诉希尔，地热井的复杂性也应该能够储存更多的电力。
她估计，在“10到15英亩的土地上，你将拥有一个50兆瓦的设施”，这仅占同等太阳能发电场的不到10%。
这种小的足迹——既可以在较小的规模上实现收支平衡，也可以在景观上减少排放污染的大烟囱——为经常堵塞的美国电网开辟了新的机遇。
传统上，美国电力系统由500至1000兆瓦的天然气、核能和燃煤发电厂通过日益堵塞的输电线路输送大量电力。
考特指出，占地面积较小的地热项目的一个功能是，许多项目可以选址在电网有闲置容量的地区，这些地区“因发电量不足而匮乏”，而且来自发电地区的输电线路堵塞，难以产生更多的电力。
考特表示：“我们可以在南德克萨斯州建设20个50兆瓦的机组，而不是像圣米格尔那样建设一个1000兆瓦的机组。”
前方是什么?
该项目面临许多挑战，其中许多与众所周知的堵塞的互连队列有关，即等待接入电网的公司排队。
Sage必须等几个月才能完成一项互连研究，只有在研究完成后，它才能订购连接电网所需的部件——这些部件本身就是一个更大的、不断扩大的关键技术积压的一部分，比如变压器，它可以从不同的电压“分步”增加或减少电力，以避免电线爆炸。
自COVID-19大流行以来，美国一直严重缺乏变压器。
然后是融资问题，这是新兴技术的一个长期问题。非营利投资集团Elemental Excelerator的Gabriel Scheer在5月份的地热项目发布会上表示，在这项技术得到进一步验证之前，银行往往渴望成为“第一个走第四的人”。
为了解决这个问题，Sage和圣米格尔公司借鉴了石油业的另一招。
圣米格尔不会为Sage Geosystems项目支付任何费用。考特尔告诉《国会山报》，“那些光会毁了我”与合作社成员的关系。
相反，该公司采用了借鉴石油和天然气行业的术语来构建这笔交易，Courter、Taff和Sage的其他领导层都是业内资深人士。
就像清洁技术版的石油和天然气钻探操作一样，Sage公司将支付土地租赁费用，并将从该公司能够卖回电网的任何电力中向San Miguel支付特许权使用费。
Courter表示：“我们的做法就像石油和天然气公司租赁我们的财产一样:为我们的财产支付与任何石油和天然气公司相同的费用。”
如果项目成功，圣米格尔将获得佣金。
但Courter认为，该合作社的真正好处还在后头:如果Sage成功地从热能中获取能源，它将拥有潜在的优先购买权。
能源部不会向像圣米格尔这样的煤炭合作社提供新时代的储能项目奖励，除非这些新技术的运行时间超过1000小时——这是Sage现在有空间做的事情。
从长远来看，Courter的野心更大:他希望最终能与Sage合作建立一个200兆瓦的地热项目，其中有两个涡轮机——一个利用地下裂缝储存的电力，另一个能够从地球的热量中产生按需电力。
他说：“到那时，你就不再是一个存储单元，而是可调度的电力。”
但他补充说，即使Sage从未让地热发电发挥作用，单是压力储存就可能成为市场的一大亮点。“它可以解决电池存储的很多问题，”他说。
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希望本篇文章《德州电网首笔地热交易将在煤炭设施用地上部署清洁能源电池》能对你有所帮助！
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