电力饥荒 | “自然指数-能源”增刊

下一代地热系统可能是一种解决方案。许多传统的地热系统利用地下深处的热水储层，将其抽到地面产生蒸汽，从而驱动涡轮机并发电。但华盛顿特区美国能源部地热技术办公室负责人、地质学家Lauren Boyd表示，地球上拥有热量、流体和透水岩石的合适组合的地方相对较少。

下一代地热系统力图通过设计合适的地下条件来克服这一限制——要么通过类似于水力压裂的工艺，即使用高压水和化学物质来压裂岩层，要么通过在地下深处钻出精心引导的钻孔。这两种技术都能开辟道路将冷水泵入地下，冷水在地下吸收热量后返回地面供发电站使用。这将允许更多潜在的地点能将地热能转化为电能，美国能源部估计，到 2050 年，美国的运营商可以开发 90-130 千兆瓦的地热发电能力。

Boyd表示，尽管这些系统的建设成本可能比太阳能或风能高，但除了提供更稳定的电力之外，它们还具有其他优势。它们占用的空间要小得多，因此可以在土地供应受限的地区建造，而且它们使用的材料和技术可以在美国境内采购——这会是一个关键的政治考虑因素，因为中国主导着太阳能发电材料的供应链。

新一代地热初创公司，例如总部位于德克萨斯州休斯顿的 Fervo Energy 和 Sage Geosystems （分别与谷歌和 Meta 建立了合作伙伴关系） ，公共和私人资金的结合帮助美国在 2023 年至 2024 年期间的地热投资实现了两倍增长。“目前，美国在这个领域的公司和初创公司数量相当惊人。” Boyd说。这使美国在下一代地热发电竞赛中处于领先地位，不过其他国家 （包括法国、德国、日本、瑞士和英国） 也各有规划。

然而，尽管人们对此热情高涨，这种利用地热能的新方法要明显影响更广泛的电力供应尚需时日，而且许多专家一致认为，与电池存储相关的可变可再生能源很可能成为脱碳方案的支柱。

与此同时，大型科技公司对小型核反应堆 （SMR） 的投资，正在帮助推动一项许多政府希望能有助脱碳计划的技术。支持者表示，这些反应堆可以在工厂中采用生产线技术建造，以创建“模块化”装置，最终降低核电成本。除了东芝和劳斯莱斯等已经在开发小型核反应堆的大型公司外，还有许多初创公司正在尝试不同的技术和材料，希望他们的设计能够具有优势。

然而，在炒作之下，目前还没有商业化的 SMR 投入运行。加拿大温哥华不列颠哥伦比亚大学公共政策与全球事务学院院长、美国核管理委员会前主席 Allison Macfarlane 表示：“媒体报道这些核反应堆的措辞，就好像它们已经存在了，好像我们知道了它们便宜又安全——但其实这些都是未知数。”她不确定 SMR 相比传统核反应堆是否能带来任何经济效益，它们也可能产生更多的核废料，从而增加成本。“对于核能来说，价格是硬伤，小型模块化反应堆也一样要走这条路。”她说。

Macfarlane认为，重启闲置核电站可能是一个更有前景的策略。马里兰州巴尔的摩市的公用事业公司 Constellation Energy 计划利用其位于宾夕法尼亚州三里岛的核电站，为微软的数据中心提供电力。“我认为这是一个成功的模式。”她说。但她提醒说，美国适合进行这种改造的核电站相对较少。

Weko和其他研究人员认为，大型科技公司对这些新兴技术的投资不仅仅是为了寻求能源。相反，他们认为这是一项更广泛的商业战略的一部分，即在能源转型的各个方面 （从个人家庭到国家电网） 谋求关键地位。

已有许多房主在使用亚马逊基于云的人工智能助手 Alexa 来管理家庭能源使用。但 Weko 详述了全球能源相关公司对亚马逊网络服务 （AWS） 的依赖，这是世界上最大的云计算公司，拥有约 30% 的市场份额，2022 年的收入将超过 750 亿美元 （S. Weko Rev. Political Econ. https://doi.org/ n8wk; 2024） 。AWS 服务器有助于管理有关能源供应、需求和存储、天气模式和许多其他变量的数据。AWS 还使用机器学习系统来分析这些类型的数据，以预测并潜在地优化可再生能源生产。“如果你增加电网中太阳能和风能的数量，那么控制会变得越发复杂，因为需要匹配供需。”柏林大学赫蒂学院研究人工智能与气候变化关系的 Lynn Kaack 说，她也是非政府组织Climate Change AI的联合创始人。