stringtranslate.com

Ферво Энерджи

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).

Финансирование

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]

Фон

Применение в нефтяной промышленности

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.

Приложение EGS

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]

Первый прототип разработан Марком Маклуром. [6]

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]

Пилотные проекты

Демонстрации бурения и операция в Неваде

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.

Проект Кейп-Стейшн

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]

Ссылки

  1. ^ "The US Shale Revolution". The Strauss Center . Получено 16 февраля 2024 г.
  2. ^ abcdefghij Норбек, Джек Хантер; Латимер, Тимоти (18 июля 2023 г.). «Коммерческая демонстрация первой в своем роде усовершенствованной геотермальной системы». eartharxiv.org (препринт, отправленный в EarthArXiv) . Получено 8 апреля 2024 г.
  3. ^ "Fervo Energy объявляет о технологическом прорыве в области геотермальной энергетики следующего поколения - Fervo Energy". fervoenergy.com . 18 июля 2023 г. . Получено 16 февраля 2024 г. .
  4. ^ Террелл, Майкл (28 ноября 2023 г.). «Первый в своем роде геотермальный проект уже запущен». Ключевое слово . Google.
  5. ^ abc Rapier, Robert. «Как сланцевый бум перевернул мир с ног на голову». Forbes . Получено 16 февраля 2024 г.
  6. ^ abcde Сиодзава, Сого; МакКлур, Марк У. «Конструкции EGS с горизонтальными скважинами, несколькими стадиями и проппантом» (конференц-материал).
  7. ^ "DOE запускает новый энергетический проект Earthshot, чтобы сократить стоимость геотермальной энергии". Energy.gov . Получено 21 марта 2024 г.
  8. ^ Gradl, Christian (февраль 2018 г.). Обзор последних нетрадиционных инноваций в заканчивании скважин и их применимость к скважинам EGS. 43-й семинар по проектированию геотермальных резервуаров (конференц-материалы). Стэнфорд, Калифорния.
  9. ^ "Многоступенчатый гидроразрыв пласта с использованием систем plug-and-perf". www.worldoil.com . 4 октября 2011 г. . Получено 18 февраля 2024 г. .
  10. ^ Munsell, Faith (28 сентября 2017 г.). "Pinpoint-Entry Fracturing vs. Plug and Perf". Keystone Energy Tools . Получено 19 февраля 2024 г. .
  11. ^ Клиффорд, Кэтрин (18 июля 2023 г.). «Fervo Energy достигла важной вехи в использовании технологии бурения нефтяных скважин для извлечения геотермальной энергии». CNBC . Получено 21 марта 2024 г.
  12. ^ «Первая в Америке «улучшенная» геотермальная электростанция только что запущена и работает». Canary Media . 28 ноября 2023 г. Получено 27 июня 2024 г.
  13. ^ "California ISO - Understanding electrical". www.caiso.com . Получено 19 февраля 2024 г. .
  14. ^ "Геотермальная энергия | Электричество | 2023 | ATB | NREL". atb.nrel.gov . Получено 19 февраля 2024 г. .
  15. ^ Блэкетт, Роберт (февраль 2004 г.). "ГЕОТЕРМИЧЕСКИЕ ГРАДИЕНТНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ЮТЫ" (PDF) . Стэнфорд .
  16. ^ Penmatcha, VR; Arbabi, Sepehr; Aziz, Khalid (1 сентября 1999 г.). «Влияние падения давления в горизонтальных скважинах и оптимальная длина скважины». SPE Journal . 4 (03): 215–223. doi :10.2118/57193-PA.
  17. ^ "Cooper Basin Enhanced Geothermal Systems". Австралийское агентство по возобновляемым источникам энергии . Получено 19 февраля 2024 г.
  18. ^ "Fracking for heat: Utah could become home to the largest world-environmental geotermal plant" (Гидроразрыв пласта для получения тепла: штат Юта может стать домом для крупнейшей в мире усовершенствованной геотермальной электростанции). The Salt Lake Tribune . Получено 27 июня 2024 г.
  19. ^ Рот, Сэмми (25 июня 2024 г.). «Колонка: Хорошие новости для 100% чистой энергии. Геотермальная энергия наконец-то появилась». Los Angeles Times . Получено 27 июня 2024 г.

Внешние ссылки