这篇文章由考斯特．

地热能源即将迎来一次大的突破。虽然这项技术已经存在了一段时间——有人可能会说，如果你看看罗马人的自然加热温泉和冰岛的温泉，确实是很长一段时间了——但它从未像太阳能和风能那样被视为能源组合中可伸缩的一部分。

国际能源机构预测，未来几年将是发展的关键时期地热容量增长到2023年，全球发电量将达到3600至4500兆瓦。美国能源部2019年的一份报告显示，地热发电厂所产生的电力份额到2050年可能增长26倍-它会对8.5负责。占全国发电量的百分之几。

随着地热能源系统的改进，以及对可再生能源的更多依赖凸显了持续生产的需要，地热能源已准备好进行下一个飞跃。特别是，所谓的“中间地热”具有巨大的潜力，而且一直未得到开发。人们的注意力要么集中在局限于个人住宅的浅层项目上，要么集中在较深层(但难以定位和开发)的大规模能源生产上。

中间体的承诺

地热能有几种类型。浅层地热通常存在于个人住宅中，通过利用地表以下几米处的稳定温度来节约供暖和制冷的能源。浅层项目还可以简单地直接利用温泉和火山岩表面逸出的热量c通风口。这些通风口易于建造，但难以扩展。

直接能源生产发生在更深层次或活跃火山活动（或火山活动）区域，温度高于200摄氏度。基本上，这样的系统钻入固体岩石；通过一口井注入水，拦截天然裂缝或孔隙系统，或诱导裂缝让水通过；然后通过另一口井收集热水。这是一种高效、稳定的能源，但我技术上很复杂，成本也很高。很多东西需要结合起来，为能源生产创造合适的环境。

中等规模的地热系统在80到150摄氏度的温度下开采岩石。这不足以直接产生电能，但足以直接将热量用于集中供暖(如慕尼黑市)或运行热交换器来产生冷空气。这对于世界上以冷却为主要能源消耗和花费的地区来说是至关重要的。

使用地下水的中间地热系统具有可扩展性，这意味着它们可以用于大型基础设施（办公楼、社区、城市等），虽然其功率不足以发电，但也可以使用多效脱盐和吸附脱盐高效地生成脱盐水（MEDAD）技术。

包括考斯特大学和其他大学的研究在内的最新进展为这一领域的发电开辟了新的可能性。这种方法用超临界流体（液体）代替水介质将热量输送到表面被封存在地下的二氧化碳。如果实现，这项技术不仅可以提供基于地热过程的可再生能源，还可以通过促进从大气中经济高效地去除大量二氧化碳温室气体来缓解气候变化。

地热可以填补替代能源网的空白

地热一直未能赶上太阳能和风能等可再生能源的先锋队，原因有很多。首先，与其他技术相比，它需要更大的前期投资。它还涉及到钻井，而且位置很重要——需要有足够的地下能源，可以通过钻井获取，使项目可用。

然而，潜力是存在的:As忧思科学家联盟指出，地球表面33000英尺范围内的热量包含的能量是世界上所有石油和天然气资源的50000倍。

地热系统理应成为可再生能源组合中更大的一部分，因为它们可以帮助缩小“能源差距”。尽管其他种类的可再生能源都有好处，但太阳能电池板在没有阳光的时候不能发电，风力涡轮机在风力静止的时候也不能发电。化石燃料发电厂的一个优势是它们是“可调度的”，这意味着它们可以根据需求开关，但也可以全天候运行。太阳能和风能无法做到这一点，至少在更可靠、更廉价的存储系统开发出来之前是这样。地热可以平衡这一点:在中等地热的情况下，它可以补充能源需求，以支付电网需求。

现在是时候了

美国实际上是世界上最大的地热能生产国，但这里的大多数项目规模较小。在加州等地区，由于气候变化导致气温上升和水资源短缺，中间地热代表了一种环保的方式，可以冷却建筑物，并通过脱盐生产水。

地热最大的潜力可能存在于一个极具讽刺意味的巧合中——石油和天然气行业拥有开采地热项目所需的专业知识和技术，这将使地热项目具有可持续性和可扩展性。

目前有许多因素趋同于地热:化石燃料行业受到COVID-19大流行的影响;加利福尼亚州、得克萨斯州和路易斯安那州的油田可能成为大规模地热项目的首选房地产;使这些项目更可行的技术进步;可再生能源结构多样化的需求也在增加。

工程上的挑战仍然有待解决，但在地热能的精炼技术方面，特别是在中程范围内，已经取得了进展——包括在KAUST。

我们正处在能源供应多样化的关键时刻。地热能，如果加上风能和太阳能资源，可以帮助创造一个更可靠、可持续的可再生能源组合。资源就在那里:能源部的GeoVision研究估计，美国地热资源总量至少为5157千兆瓦，足以维持我们未来几年的能源需求。我们只需要利用它。