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地熱能是由地球內部自然產生的熱不斷產生的能量。這種能源有多種用途，包括發電。1
地熱資源是熱鹹水（鹽水）或蒸氣的儲存庫，自然存在於地球表面下不同溫度和深度的地方。地熱井的深度從幾英尺到幾英里不等，可以鑽入地下蓄水池，以提取蒸汽或非常熱的鹽水，這些蒸汽或非常熱的鹽水可以被帶到地表用於各種應用，包括發電、加熱和冷卻。在美國（US），大多數地熱儲層位於西部各州。2
有關地熱能的更多介紹可透過此獲得 影片-YouTube 創建者 美國能源部。它討論了地熱能的以下好處：
- 可再生能源—地熱能是在地球表面下發現的可再生能源熱源。從地球內部流出的熱量透過自然元素的衰變不斷補充，並將持續數十億年。
- 清潔—地熱生命週期溫室氣體排放量與太陽能、風能和水力發電一樣低。3
- 一致且可用—地熱發電廠持續發電，無論天氣狀況如何，基本上可以每天 24 小時/每週 7 天運作。
- 國內—美國的地熱資源無需進口燃料即可用於發電。
- 佔地面積小——地熱發電廠結構緊湊。與同等容量的煤炭、風能和太陽能光伏 (PV) 發電廠相比，它們每生產千兆瓦時能源所使用的土地更少。
地熱能還具有提供靈活（或可調度）電力的潛力。透過先進的井流控制、電力系統配置、地面儲能係統的採用，可以實現靈活作業。為了維持電網的供需平衡，需要發電的彈性。
1 Paz、Silvia（主席）、Ryan E. Kelley（副主席）、Steve Castaneda、Rod Colwell、Roderic Dolega、Miranda Flores、James C. Hanks、Arthur Lopez、Luis Olmedo、Alice Reynolds、Frank Ruiz、Manfred Scott、Tom Soto ，喬納森·韋斯加爾。 2022 年。 加州鋰提取藍絲帶委員會的報告。加州能源委員會。出版號：CEC-300-2022-009-F。
2 美國能源部工作人員。 ND 地熱技術辦公室。美國能源部。
3 地熱技術辦公室。 ND 地熱能情況說明書。美國能源部。
地熱發電廠將鹽水從地下水庫抽取到地表以產生蒸汽。然後，這些蒸汽驅動渦輪機發電。地熱發電廠技術主要有三種：乾蒸汽、閃蒸蒸汽和二元循環。熱轉換類型是發電廠設計的一部分，通常取決於鹽水（蒸汽或水）及其溫度：
乾蒸汽發電廠
乾蒸汽發電廠使用的熱液流體主要是蒸汽，這是一種相對罕見的自然現象。蒸汽直接被吸入渦輪機，渦輪機驅動發電機發電。蒸汽凝結後，經常被重新註入儲層。乾蒸汽發電廠系統是最古老的地熱能技術，於1904 年在義大利拉達雷洛首次使用。蒸汽技術至今仍然適用，目前在加州北部的間歇泉使用，這是世界上最大的單一地熱發電源裝置容量850兆瓦（MW）。4
閃蒸汽發電廠
閃蒸汽發電廠是當今運作中最常見的地熱發電廠類型。溫度高於 182°C/360°F 的流體從地下深處泵出，然後在高壓下輸送到地球表面的低壓槽。壓力的變化導致一些流體迅速轉變或“閃蒸”成蒸汽。然後蒸汽驅動渦輪機，渦輪機驅動發電機發電。如果低壓罐中殘留任何液體，則可以在第二個罐中再次「閃蒸」以提取更多能量。5 閃蒸汽發電廠是最常見的地熱發電廠類型。
雙循環發電廠
雙循環地熱發電廠可以利用較低溫度的地熱資源，使其成為在更多地點部署地熱發電的重要技術。雙循環地熱發電廠與乾蒸汽和閃蒸蒸汽系統的不同之處在於，地熱儲層流體永遠不會與發電廠的渦輪機單元接觸。低溫（低於 182°C/360°F）地熱流體與輔助流體或「二元」流體一起通過熱交換器。這種二元流體的沸點比水低得多，地熱流體產生的適度熱量使其閃蒸成蒸氣，然後驅動渦輪機，旋轉發電機並產生電力。6 內華達州的一些地熱田正在使用二元地熱發電廠。7
請訪問CEC 網頁 有關再生能源市場和資源的數據，然後點擊地熱能源選單，以了解有關加州當前地熱發電廠的更多資訊。
4 美國能源部工作人員。 ND 發電 美國能源部。
5 同上。
6 同上。
7 艾琳，布里奇特。 2020. 美國內華達州地熱發電 35 年。油田開發、發電和生產歷史回顧。史丹佛大學。
自然發生的傳統地熱系統需要特定的地質條件，具有發電的三個關鍵要素：熱、鹹液（鹽水）和滲透性（當水可以自由地穿過地下岩石時）。這些區域通常與火山和噴氣孔（地球上釋放火山氣體的孔洞）、溫泉和間歇泉有關。8
然而，在許多地區，地下岩石很熱，但沒有足夠的自然滲透性或流體。在這些情況下，可以使用增強型地熱系統（EGS）來建立人造水庫，以利用地熱能的熱量。9
在 EGS 中，流體在精心控制的條件下注入地下深處，導致預先存在的裂縫重新張開並生長，從而產生滲透性。增加的滲透率允許流體在現已破裂的熱岩石中循環，並且流體在循環時變熱。然後，操作員將熱流體泵送到地表，為電網發電10，使用上一節中討論的地熱能技術之一。
EGS技術仍在研究和測試中，但它有潛力促進傳統已知地熱資源區域之外的地熱開發，從而在全國範圍內擴大地熱能生產。如今，EGS 的進步正在全世界展示，最近的一個例子是位於內華達州北部、由 Google 和 Fervo Energy 共同開發的 3.5 兆瓦地熱發電廠。
8 能源部工作人員。 ND 增強型地熱系統。能源部。
9 同上。
10 同上。
根據美國地質調查局的規定，當「從某個地區提取地熱蒸汽或相關地熱資源的前景足以保證為此目的投入資金」時，土地應被歸類為 KGRA。11 KGRA 受溫度梯度模式、結構、地層、孔隙度、電導率、滲透率、熱源和流體補給率等地質因素的影響。這些區域的溫度高於正常溫度，岩石上有許多小孔，液體和空氣可以通過，這被稱為多孔和可滲透的。以下 KGRA 的特徵由美國地質調查局決定：
- 低溫地熱儲層溫度低於90℃。
- 中溫地熱資源溫度為90°C至150°C。
- 高溫地熱資源溫度大於150℃。12
11 Godwin，LH，LB Haigler，RL Pioux，DE White，LJP Muffler，RG Wayland。 ND 地熱蒸汽和相關地熱資源有價值的公共土地的分類。美國內政部。
12 威廉斯、科林、馬歇爾·里德、羅伯特·馬裡納。 2008年。 美國地質調查局評估已查明地熱資源所採用方法的回顧。 美國地質調查局。
地熱能是加州的再生能源。間歇泉是世界上最大的地熱田，位於索諾瑪縣、萊克縣和門多西諾縣。其他主要地熱地點包括因皮里爾縣的索爾頓海地區、因約縣的科索溫泉地區和莫諾縣的猛獁湖地區。13 由於這些大型地熱田，加州擁有美國已查明地熱資源的近 60%，其次是內華達州，佔 15.4%，阿拉斯加州佔 7.5%。加州還擁有全國 38% 的未探明地熱資源。14 圖 1 顯示了加州的主要 KGRA，以橙色突出顯示，這些 KGRA 中安裝的地熱發電廠以綠色標識。
圖 1：加州已知地熱資源區和地熱發電廠地圖
資料來源：CEC 工作人員
13 加州能源委員會工作人員。 2022 年。 已知地熱資源區。加州能源委員會。
14 威廉斯、科林、馬歇爾·里德、羅伯特·馬裡納、雅各·迪安吉洛、彼得·加拉尼斯。 2008年。 美國中高溫地熱資源評價。美國地質調查局。
地熱能資源主要有以下應用：
- 直接使用
- 天然溫泉
- 熱泵
- 加熱和冷卻
- 電力生產
- 從地熱鹽水中獲取關鍵礦物質15 16如
- 鋰
- 鎂
- 鋅
15 文圖拉、蘇珊娜、斯里尼瓦斯·巴米迪、馬克·霍恩博爾斯特爾、阿努普·納加爾。 2020. 從地熱鹽水中選擇性回收鋰。 P.5 加州能源委員會。出版號：CEC-500-2020-020。
16 能源部工作人員。 ND 什麼是關鍵材料和關鍵礦物？ 能源部。
加州減少碳足跡的目標是利用清潔、可靠的再生能源，例如地熱能來支持其電網。 2022 年，地熱能佔州內發電裝置容量 2,693 兆瓦。17 18 美國地質調查局估計，美國未開發的地熱資源可滿足當今能源需求的 10%，其中北加州海岸發電總量的 60% 來自地熱能。
推動再生能源使用的一項關鍵任務是再生能源組合標準(RPS)，該標準要求加州負載服務實體(LSE) 增加對合格再生能源（太陽能、風能、地熱能、生質能和小型水力發電）的採購）到33 年將佔零售額的2020%，到60 年將佔零售額的2030%。2021 年，符合RPS 資格的可再生能源佔加州零售額的37.2%，其中符合RPS 資格的地熱能源貢獻了13,826 GWh 能源——約佔加州零售額的15.5%。預計 2021 年符合 RPS 條件的發電總量。19
17 尼伯格、麥可. 2023 年。 按燃料類型劃分的州內發電量（GWh）. 加州能源委員會。
18 加州能源委員會工作人員。 2020 年。 預計每年 RPS 認證的可再生能源。加州能源委員會。
19 2020 年加州能源委員會工作人員。 RPS 認證的再生能源。加州能源委員會。
加州能源委員會 (CEC) 地熱贈款和貸款計劃透過向參與者提供贈款和貸款機會以及其他資源，促進加州地熱資源的開發並支持創新技術。自 1980 年地熱贈款和貸款計劃啟動以來，已授予 158 個項目，並為整個加州提供了 60,358,059 美元的資金。
地熱贈款和貸款計劃的使命：
- 減輕地熱發電開發和地熱鹽水提鋰造成的任何不利影響。
- 幫助當地司法管轄區抵消提供地熱開發和相關活動所需的公共服務的成本。
- 向當地司法管轄區和私人實體提供資金，以支持加州地熱資源和鋰回收的開發和維護，以支持該州的能源和氣候目標（參見 地熱贈款和貸款計劃：有關從加州地熱鹽水中回收鋰的常見問題).