Fervo Energy — это компания по добыче энергии, которая занимается сбором тепла с помощью усовершенствованных геотермальных систем (EGS). Она была основана в 2017 году Тимом Латимером, инженером-механиком, который до 2015 года работал инженером по бурению в BHP. Его уход из нефтегазового сектора был обусловлен желанием применить методы, разработанные во время сланцевой революции, к геотермальной добыче. [1] [2]
18 июля 2023 года компания Fervo Energy объявила, что ее первая пилотная геотермальная электростанция успешно выработала 3,5 МВт (мегаватт) базовой мощности и постоянно поддерживала расход 60 литров в секунду (л/с).
Fervo Energy получила поддержку в размере более 400 миллионов долларов США в виде акционерного или неакционерного финансирования и около 17 миллионов долларов США в виде неразводненных грантов. [2] В третьем квартале 2022 года Fervo Energy получила 22 миллиона долларов США в виде финансирования серии C от множества венчурных капиталистов. [2] В 2021 году Fervo Energy заключила партнерское соглашение с Alphabet , материнской компанией Google , в надежде, что Fervo сможет поставлять зеленую электроэнергию в охлаждающие центры Alphabet в облачном регионе Лас-Вегаса, что отвечало трем требованиям Alphabet: базовая нагрузка, экологически чистые источники и близость. [3] [4]
К 2005 году добыча нефти в Америке достигла 35-летнего минимума, при этом Соединенные Штаты производили чуть более 50% от того, что они производили в 1976 году. [5] Этот значительный спад привел к зависимости от иностранного импорта, что увековечило постоянное чувство беспокойства на рынках из-за того, что у иностранных производителей нет общих геополитических интересов. [ требуется ссылка ] В 2010 году появились две ключевые технологии, которые позволили американской нефтяной промышленности расти рекордными темпами: горизонтальное бурение и гидравлический разрыв пласта , обычно известный как фрекинг. [5] Фреккинг — это процесс, при котором горизонтальные скважины бурятся, накладываются друг на друга, а затем вызываются трещины для соединения множества горизонтальных скважин. Это позволяет увеличить площадь поверхности резервуара, одновременно улучшая проницаемость и, следовательно, достигая более высокой ежедневной добычи баррелей. [5] Фреккинг был спорным методом высвобождения жидкостей (особенно нефти) из плотных углеводородных резервуаров.
Впервые методология фрекинга сланцевых пластов была предложена для использования в геотермальных целях в 2013 году. Ее выдвинул Марк Маклур, который сейчас является техническим консультантом в Fervo Energy. [2]
Марк Маклур вместе с соавтором Сого Сиоваза считали, что сочетание горизонтального бурения и фрекинга, впервые использованное в нефтяном секторе, имеет потенциал для снижения рисков систем EGS. Пока есть достаточное количество тепла, система будет производить жизнеспособные объемы электроэнергии с небольшим риском, независимо от естественной проницаемости. [6]
EGS во всем мире боролась за то, чтобы быть конкурентоспособной по стоимости с другими источниками электроэнергии с нейтральным уровнем выбросов углерода. [7] Вертикальные скважины часто сталкиваются с тепловым коротким замыканием. [8] Это то, где более мелкие индуцированные трещины являются лучшими проводниками воды, чем более глубокие. Это часто происходит из-за меньшего нормального напряжения на меньшей глубине и более высокой вязкости, где более глубокие трещины имеют противоположные эффекты. [6] Это приводит к тому, что определенные трещины производят разные температуры воды, когда они встречаются в эксплуатационной скважине, таким образом, их нагревающее воздействие сводится на нет. [6]
Другой проблемой является зональная изоляция трещин, моделирование вызванных трещин просто, однако чем глубже скважина, тем менее точным становится моделирование. Таким образом, прогнозирование геометрии трещины становится намного сложнее, что приводит к тому, что трещины отсоединяются от эксплуатационной скважины. [6]
Горизонтальное бурение предлагает решать как термическое короткое замыкание, так и зональную изоляцию, располагая продуктивный резервуар на одной глубине. При горизонтальном бурении для нагнетания и добычи все индуцированные трещины будут находиться в одном и том же нормальном поле напряжений, в одной и той же температурной зоне и, таким образом, иметь одинаковую вязкость, что исключает возможность коротких замыканий. Для индуцирования оптимальных трещин Fervo Energy использует метод пробки и перфорации, снова заимствованный из нетрадиционной нефтяной промышленности. Система пробки и перфорации изолирует стадии друг от друга, чтобы снизить вероятность нежелательного взаимодействия трещин при их первоначальном возникновении. [9] [10]
18 июля 2023 года компания Fervo Energy объявила о завершении строительства своей первой геотермальной электростанции в Неваде, США. [11] Проект Red ознаменовал собой первое в мире использование горизонтальных скважин в системе EGS. Основной целью этого было продемонстрировать инвесторам жизнеспособность использования технологии горизонтального бурения в геотермальных приложениях. [12] Две скважины достигли истинной вертикальной глубины 8000 футов, с горизонтальными секциями протяженностью 3250 футов. [2] Проект поддерживал скорость бурения 75 футов в час в геологической обстановке, включающей твердые метаосадочные и магматические образования. Это поставило проект в верхний квартиль скоростей бурения для твердых скальных образований. [2] Геотермальный градиент составил приблизительно 75 °C/км. Электростанция достигла расхода 60 л/с, генерируя базовую нагрузку 3,5 МВт электроэнергии. [2] Такой мощности примерно достаточно для удовлетворения энергетических потребностей 2000 домохозяйств. [13]
Национальная лаборатория возобновляемой энергии (NREL) ранее предсказывала технические аспекты EGS на протяжении многих лет. В 2022 году она прогнозировала, что расход в 60 л/с будет достигнут в сценарии «умеренного случая» к 2035 году. [14] Fervo Energy достигла этого подвига в 2023 году, хотя и при значительно более высокой приведенной стоимости электроэнергии (LCOE). Текущие усилия Fervo сосредоточены на масштабировании производства и снижении затрат. [2]
На этом участке будет создан расширенный геотермальный проект станции Корсак, генерирующий 115 МВт, которые будут продаваться компании NV Energy и, в свою очередь, Google.
25 сентября 2023 года компания Fervo Energy провела церемонию закладки фундамента геотермального проекта Cape Station на юго-западе штата Юта. В округе Бивер геотермальные градиенты составляют от 50 °C до 500 °C/км. Однако большинство скважин показывают геотермальный градиент от 70 °C до 100 °C/км. [15] Компания Fervo оценивает, что к 2028 году эта станция может вырабатывать до 400 МВт электроэнергии. Чтобы увеличить выработку электроэнергии и масштабировать предыдущий проект в Неваде, компания Fervo Energy предлагает разместить несколько горизонтальных скважин, расположенных друг над другом, причем на каждом уровне будет своя собственная нагнетательная и эксплуатационная скважина для ограничения короткого замыкания. Также предлагается увеличить длину боковых скважин до более чем 10 000 футов, а диаметр обсадной трубы расширить до 13 3/8 дюйма для снижения трения в стволе скважины. [2] [16]
В случае успеха этот проект станет крупнейшим заводом EGS в мире (по производству энергии), превзойдя проект Cooper Basin в Австралии в 8 раз. [17] Fervo Energy утверждает, что этот проект создаст более 6000 рабочих мест во время строительства, что принесет 437 миллионов долларов заработной платы. [2] Ожидается, что он начнет вырабатывать электроэнергию в 2026 году. [18]
В июне 2024 года компания Fervo объявила, что проект заключил контракт на продажу 320 МВт компании Southern California Edison . [19]