一条热水河流在博伊西，爱达荷州的3000英尺下。自1983年以来，这座城市一直在使用该城市直接热门家园，企业和机构，包括市政厅的四层 - 都告诉，大约三分之一的市中心。这是该国最大的地热加热系统。
博伊西不需要钻取来访问资源。177度的华氏水在镇外山麓的地质断层中升起。
这是一个可再生能源的梦想。在地热温暖的建筑物中加热600万平方英尺，每月花费约1000美元的电力泵送它。（城市区域供热系统的折旧，维护，人员和维修年度总成本约为750,000美元。）
“我们正在加热92个博伊西市最大的建筑物，”该市的地热协调员Jon Gunnarson说。“建筑物剥离热量，收集它，并将其运行到注射孔中。我们使用它一次并再次重新加注并再次使用它。“
博伊西地区系统是地热能最常被想到的方式——将天然热水注入散热器或用于发电。它被认为是一种地方性的现象——很少有地方有蒸汽热水的地下河——因此地热并没有被视为替代能源景观的一个主要特征。
许多专家认为地热力作为世界绿能未来的重要组成部分。
但世界各地的一些专家表示，概念是错误的。特别致力于深入钻孔技术和关于石油和天然气行业的地下地层的知识，在压裂繁荣期间，一种叫做深层地热的地热能可以进入地球地幔中的热温，到达两到三英里。在达到该水平的各种深度，大部分地球含有极其热水，或者有热岩，可以注入水，并被称为增强的地热系统的技术。在任何一种情况下，将热水泵出并用来直接加热建筑物或用蒸汽或热水产生电力。
“无论我们是在地球表面,当然美国大陆,如果我们足够深的钻可以得到足够高的温度,如博伊西系统工作,”杰佛逊说测试人员,教授康奈尔大学可持续能源系统和地热能源首屈一指的专家。“这不是它是否存在的问题——它存在，而且意义重大。这是一个经济开采的问题。”
尽管地热在替代能源的雷达上几乎不存在，但美国已经生产了37千兆瓦的地热电力，足以为100多万个家庭提供电力。它是世界上最大的生产商，主要分布在加州中部和内华达州西部。加州目前有43座地热发电厂，并准备再建两座。
在美国能源地热试验站点的日落在内华达州。照片信用：迪克Benoit
随着许多地区强制性的可再生能源目标和“净零”运动——许多国家承诺到2050年实现经济脱碳——对地热能的兴趣正在迅速增长。许多专家将其视为世界绿色能源未来的一个重要组成部分，因为它可以提供无碳热量和不间断的基本负荷电力，以弥补风能和太阳能的间歇性。冰岛坐落在一个活跃的地质断层线上，利用其无处不在的地热区域供热系统完善了这项技术。中国正在拥抱地热发电，目前开发的地热区域供热系统比其他任何国家都多。
“地热电总是在”上“，”测试仪说。“它可以提供完全可调度的功率或热量，并以与其他可再生能源相同的方式可扩展。”
在最近的一份报告中，国际可再生能源机构（IRENA）预测了2050年欧洲地热量的产量可能会增加八倍。和2019年美国能源部（DOE）报告 -Geovision：利用我们脚下的热量- 指“地热的巨大未开发的潜力”。通过克服技术和财务障碍，报告称，通过地热方法发电可能在2050年增加26倍，提供8.5％的美国电力，以及直接热量。
美国能源部地热技术办公室主任苏珊·哈姆写道:“GeoVision模型表明，到2050年，将有超过17,500个直接供暖装置，以及相当于2800多万户使用地热热泵的家庭的供暖和制冷装置。”
利用地热能既昂贵又危险。但随着全球对脱碳经济的关注，许多国家可以提供减轻风险的战略和财政激励，包括税收优惠、成本分担和技术研究。例如，美国能源部已经向犹他州的地热能源研究前沿观测站(FORGE)项目承诺了1.5亿美元，作为增强型地热的研究和测试基地。
倡导者说，一种类型的深层地热“就像靠近圣杯一样靠近圣杯一样。”
专家预计，即将上任的拜登政府将推动地热的发展，与特朗普政府形成鲜明对比的是，拜登政府已经做出了削减美国温室气体排放的重大承诺
最近，几种类型的地热正在被越来越多地使用。其中一个已经存在了几十年，与热水无关。这就是所谓的“地源热泵技术”(GSHP)，它利用了空气温度和地面温度的差异。在寒冷的冬天，地面温度在55华氏度左右，比室外温度要高——带有防冻剂的管道在地下循环，将温暖的液体泵入室内。补充热量可以提高温度。在夏天，地面保持凉爽，同样的系统可以提供空调。瑞典在这方面处于世界领先地位，该国五分之一的家庭使用GSHP。然而，对许多房主来说，一个主要的障碍是成本，每套房子可能高达数万美元。
另一种非常不同的地热是一个深闭环。加拿大阿尔伯塔省正在运行一个名为“艾弗循环”的系统。它的特点是一个单孔往下钻了大约1.5英里，然后沿横向钻了类似的长度，穿过极其炎热的地质构造，然后回到地面。整个孔内衬管子，然后注入液体。这是一种天然散热器。当热传导溶液通过管道时，它被地面的高温加热，然后流向管道表面。
各种地热技术如何工作的插图。美国能源部
由于热力学的性质 - 热水比寒冷更轻，升高 - 该系统不需要泵，不断运行自己的一系列永久运动能源生产商。根据EAVOR的说法，测试设施在艾伯塔省运营，但数据尚未公开可用。另一个类似的井是在德国巴伐利亚的EAVOR钻探。
艾弗董事会主席、清洁能源研究公司BloombergNEF的主要行业分析师迈克尔·里布瑞奇(Michael Liebreich)告诉这个在线新闻网站充电“如果能以一个合理的价格完成，它将非常接近你所能得到的圣杯。”
测试者对艾弗深闭环概念的声明很感兴趣，但表示很难评估该技术如何工作，因为其性能数据尚未公开。“我认为这是可行的，”他说。“这是一个有多好的问题。”
测试人员是一种良好的信徒，在一种叫做开环深层地热的技术，也称为热挖掘。在一个开环系统中，流体在高压下泵送衬里钻孔，以分解热岩以增加其表面积 - 基本上是一种压裂。然后将水注入一个孔，由地质自然加热，并泵出生产井。两个井在同一地质附近，但没有连接。
艾弗尔循环地热系统不需要水泵来运行，热水自然上升到地表，冷水自然下沉。礼貌的EAVOR.
测试人员正在帮助计划和实施这种用于康奈尔的系统，钻探预计将在这个弹簧开始。三到四个井对将深达三英里深，每个井都会花费600万美元或700万美元。通过管道，控制和地震性的监测，通过政府和私人来源表示，整个系统最终可能会花费约1亿美元，代表。
这是一个高价标签，但测试仪说，如果地质证明是可行的，系统将为30,000人校园提供所有的热量，多十年来。维护系统的持续成本将是可忽略的，测试仪说，如果曾采取过碳的联邦价格，则昂贵地热的投资将变得更具吸引力。
虽然深层地热处在美国的早期阶段，但其他国家已经取得了巨大的进步，这是一项经过验证的技术。火山岛冰岛拥有丰盛的热水资源，并通过丰富的近地热处理地热。90％以上的国家公民用地热量加热了家庭。
在冰岛工程师的技术帮助下，中国人已经安装了大量地热系统，部分原因是为了消除燃煤带来的令人窒息的污染。泰斯特说:“十年来，中国已经成为世界上最大的地热区域供热部署者。”它是中国摆脱化石燃料的重要组成部分。
为了成为一种解决方案，地热必须克服重大的财政和技术障碍。
在巴黎地下，道格尔含水层(Dogger Aquifer)于1969年首次用于区域供暖，现在为25万户家庭提供热水，而且还在不断扩大。该项目从地下钻1.2英里(约合1.6公里)的地方取水，将热水抽到地面，分配到巴黎周围，然后再注入含水层。
德国也是在地热处理的大。例如，慕尼黑的目标是完全换取地区供暖的城市。一个大型深层地热厂计划于2021年在线上网，为热门水域热量提供到80,000户家庭，并在德国跨越地热资源的德国添加到其他植物。专家认为，德国可以从今天从地热的热量从1.2特拉瓦（TWH）从2050年到100 TWH。
凭借其深度钻井专业知识和关于深孔底部，石油和天然气公司的知识，探索深层地热。艾伯塔省小镇林镇的工程师正在研究将其现有4,000个石油和天然气钻孔转化为地热井的可行性。一些孔底部的温度达到140摄氏度 - 284度F.
如果地热是如此有前途的话，为什么，在其他清洁能源背后有深水区地热滞后？主要原因是高前期成本。“为了成为国家解决方案，地热必须克服显着的技术和非技术障碍，以降低成本和风险，”在她对地理局报告的介绍中写了母鹿。“鉴于这种活动的费用，复杂性和风险，地热能所需的地下探测是这些障碍之一。”
在内华达州的圣埃莫里奥地热厂注射井。丹尼斯·施罗德/ NREL
专家表示，政府必须帮助资助地热项目，并参与前端以减轻风险。“额外的激励措施必须设定到位，”国际可再生能源机构总干事弗朗西斯科拉相机表示，告诉Thinkgeoenergy.com这是一个行业网站。“重要的是，政策制定者要考虑到第一阶段的所有风险和成本，以使地热更具吸引力。”
在美国，泰斯特设想通过公共和私人资金首先改造军事基地、医院、学校、大学以及州和联邦政府的综合设施，逐步转向区域供热。
一个潜在的问题，虽然罕见，但是已知深钻孔和压裂，以诱导地震性和引起地震。The famous example is an enhanced geothermal system drilled in Pohang, South Korea in 2017. Injecting fluid at high pressure to fracture the hot geology to release heat caused a 5.4-magnitude earthquake — the strongest in the area’s recent history — that injured 135 people and caused nearly $300 million in damage.
“肯定有任何你正在地下的地震性，”测试员说。“控制其和监测通常是在任何地下注入中所做的。我认为这是地热的最大挑战......最大的挑战是生产力。保险，注射井和生产井之间的这些连接系统产生足够的流体，以证明经济投入钻取这种深度。“
地热注定要在世界上清洁的能源未来发挥巨大作用，许多专家认为，但需要与其他技术相结合。“风，太阳能，地热和核，也是核，”测试仪说。“这是一项全新的策略。”
