Khi sự chuyển dịch năng lượng toàn cầu tăng tốc, cộng đồng địa phương đang ngày càng khám phá ra những hệ thống năng lượng tái tạo phân cấp, giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và tăng cường sức chịu đựng năng lượng. trong số những lựa chọn này, những đơn vị năng lượng địa nhiệt quy mô nhỏ đang thu hút sự chú ý về khả năng cung cấp điện từ cơ bản và nóng trực tiếp từ nguồn nhiệt điện ngầm nhất định. không giống như năng lượng mặt trời hoặc gió, năng lượng địa nhiệt không bị gián đoạn, làm cho nó một nền tảng đáng tin cậy cho các vi mô cộng đồng. tuy nhiên, vẫn còn sót lại: những hệ thống nhỏ hơn này có thể cung cấp một sự trở lại tài chính hấp dẫn cho những cộng đồng mà đầu tư trong họ? Một đánh giá nghiêm ngặt về mặt kinh tế đòi hỏi sự kiểm tra chi phí kinh tế, tiền vốn, tiền tiết kiệm, và các chính sách bảo hiểm tính năng lượng hoạt động, và các môi trường độc đáo.

Hiểu hệ thống địa nhiệt nhỏ

Các đơn vị địa nhiệt quy mô nhỏ thường được thiết kế để phục vụ một tòa nhà đơn lẻ, hay một nhóm nhà thương mại nhỏ. Chúng nằm trong hai loại chính: máy bơm nhiệt điện ngầm (GSHP) và hệ nhị phân. GSHP dùng nhiệt độ mặt đất ổn định (thường là 10–16 °C) để cung cấp nhiệt độ và làm mát, trong khi các đơn vị nhị phân gõ vào nguồn nhiệt độ nhiệt độ nóng hơn (ab) để tạo ra điện năng phụ. Những hệ thống điện này cũng có liên quan đến nguồn điện và cả hệ thống nhiệt điện và hệ thống điều hòa.

Những hệ thống này cần ít đất hơn nhiều so với những vùng đất lớn hơn so với những vùng đất tương ứng với diện tích lớn hơn của chúng -- nhu cầu chỉ cần vài mét vuông mỗi lần lắp đặt - và có thể được triển khai trong những khu vực với những dốc dốc đo địa nhiệt vừa phải, như một số vùng ở miền tây Hoa Kỳ, Đông Phi, và Iceland. công nghệ khoan cao, bao gồm khoan hướng và các thiết kế lỗ hổng, đã giảm các rào cản đầu tư ban đầu.

Những yếu tố kinh tế cần xem xét

Đầu tư và chi phí đầu tư

Hàng rào quan trọng nhất để nhập vào là chi phí trước. Chỉ riêng việc khoan có thể tính 40–60% chi phí dự án. Đối với một nhà máy nhị phân 50 kW, tổng cộng chi phí được cài đặt từ 3.500 đô la đến 6 ngàn đô la/ kilô- ni- vi/k- vi (60 m/ ki- lô- mét), theo dữ liệu từ Bộ Năng lượng Hoa Kỳ. GSHP thường rẻ hơn, 2.500–5,000 đô-la trên một tấn, nhưng độ sâu của chúng là cạn (30–50 m so với 500 g/ 2000 m) cho các nhà máy nhị phân. Những con số này đã giảm dần khi đào và cung cấp các dây chuyền thành thục.

Chi phí quản lý và bảo trì

Một khi được cài đặt, các đơn vị địa nhiệt quy mô nhỏ có giá tương đối thấp. Các nhà máy nhị phân đòi hỏi kiểm tra thường xuyên các máy bơm, môi trường nhiệt, và làm việc với chất lỏng, nhưng chúng không liên quan đến đốt và di chuyển. O&D; phí tổn hàng năm thường là 1–3% của vốn ban đầu. Đối với GSHP, chi phí chính là máy bơm, có thể được bù đắp một phần bởi hiệu suất cao của hệ thống. Trong vòng 25 năm, tiết kiệm hoạt động có thể vượt quá mức đầu tư của ba đến bốn.

Tiết kiệm năng lượng và luồng năng lượng thu hồi

Năng lượng địa nhiệt nhỏ thay thế điện từ mạng lưới bán lẻ, thường là 0,10–0.30/kh. Đối với nhà máy địa nhiệt nhỏ, một nhà máy 50 kW chạy với yếu tố dung tích 90%, dịch ra khoảng 395 MWh mỗi năm, hoặc 3500–18.500$18, để tránh điện. Thu nhập thêm có thể đến từ việc bán điện quá nhiều qua mạng lưới điện hoặc nền đất nung. Nhiệt độ từ nhiệt điện địa nhiệt cũng có thể được dùng cho việc đốt nóng, nhà kính hóa, hoặc làm nền công nghiệp, tạo ra nhiều giá trị khác nhau để cải thiện dự án (RR).

Thời gian trả thù và phí tổn về năng lượng xuống cấp

Thời gian trả về cho các dự án địa nhiệt quy mô nhỏ thường giảm từ 5 đến 10 năm, tùy thuộc vào giá cả năng lượng địa phương, độ sâu khoan và sự sẵn sàng của các động cơ. Giá cả của các nhà máy sinh học nhỏ được ước tính là 0.08–15/kWh, là cạnh tranh với năng lượng mặt trời và gió ở nhiều vùng được xem là chi phí lưu trữ. GSHP có cả giá thấp hơn LCOE cho ứng dụng nóng, dưới 0.05/Wh tương đương với dự án cải tiến khi tài trợ và thuế và các khoản tín dụng.

Động lực tài chính và tài trợ cơ khí

Tại Hoa Kỳ, tờ U.S.S. của Bộ Nông Nghiệp Năng Lượng Hóa Hoa Kỳ cung cấp 30% cho chương trình (REP) tài trợ và đảm bảo cho các dự án tái tạo năng lượng tại nông thôn.

Thử thách và cơ hội

Nguy cơ về địa chất và kỹ thuật

Không giống như những cộng đồng địa phương lớn, vốn không hấp thụ được những giếng khô, nhưng các kỹ thuật khảo sát địa lý mới - như từ tính và việc ghi chép nhiệt độ nông có thể giảm thiểu sự không chắc chắn.

Những rào cản hạn chế

Người cho vay truyền thống có thể do dự tài trợ địa nhiệt quy mô nhỏ vì nhận thức được rủi ro và thiếu các mẫu mẫu được chuẩn hóa. Bộ công ty năng lượng tái tạo (FLT1) hỗ trợ sự hỗ trợ kỹ thuật và khả năng hỗ trợ các nghiên cứu về mặt kỹ thuật và khả năng làm giảm rủi ro của cộng đồng trước khi các nhà đầu tư.

Những tiến bộ kỹ thuật

Những thiết kế đóng kín, lưu thông dịch trong lỗ thông hơi mà không lấy ra chất lỏng địa nhiệt, loại bỏ các vấn đề tăng cường và co giật, tạo ra những hệ thống cài đặt quy mô nhỏ hơn trong các hệ sinh thái đa dạng. Những hệ thống này đang được thương mại hóa bằng cách khởi động và có thể cắt giảm 30–50% chi phí khoan dầu trong vòng thập kỷ tới.

Chủ sở hữu cộng đồng và lợi ích xã hội

Sở hữu quyền sở hữu năng lượng địa phương có thể cải thiện khả năng kinh tế bằng cách giữ lại các đô la năng lượng trong cộng đồng. Một nghiên cứu năm 2019 bởi [FLT:] Phòng thí nghiệm năng lượng tái tạo tìm thấy những dự án địa nhiệt cộng đồng ở vùng nông thôn Alaska đạt được giai đoạn thu hồi như là thấp 4 năm khi kết hợp với chương trình năng lượng nhà nước.

Nghiên cứu và ví dụ thế giới thực

Iceland: LowCraftCost District Heating

Chẳng hạn, thị trấn Hverager hao hao hao hao hao, trung bình một nhà máy nhị phân 45 kW để cung cấp năng lượng cho một nhà kính cung cấp rau tươi quanh năm.

Hoa Kỳ: Chương trình Phi Công nghiệp nông nghiệp

Ở Lakeview, Oregon, một nhà máy nhị phân 1.5 MW hoạt động như một neo cộng đồng, cung cấp điện cho các trường học và các tòa nhà thành phố. mặc dù lớn hơn các đơn vị nhỏ điển hình, thiết kế mô-đun của nó đã tạo cảm hứng cho một phi công 50 kW ở hạt Klamath gần đó là điều khiển một trái phiếu thành phố và một quỹ trợ cấp USDA reP dự án được dự án phá vỡ thậm chí trong 7 năm, với một dự án IR của 12%.

Kenya: Rộng rãi hóa MiniGrids

Trong thung lũng Rift, một số cộng đồng không có đủ năng lượng đã cài đặt 30–50 kW bộ phận nhị phân đến các trường học và phòng khám sức khỏe. Với sự hỗ trợ trong khi cơ quan năng lượng quốc gia có khả năng tái tạo [RENA] , những dự án này đã chứng minh rằng địa nhiệt nhỏ có thể cạnh tranh với các máy phát điện diesel ở mức độ cao hơn trong khi loại bỏ các rủi ro nhiên liệu và khí thải.

Kết luận

Trong khi việc xác định giá cả giá trị thực và sự không chắc chắn địa chất vẫn còn là những chướng ngại vật, chi phí công nghệ giảm, sự khích lệ chính sách hào phóng, và các mô hình tài chính có quy mô tài chính tăng lên ủng hộ việc cộng đồng chấp nhận. đối với chính phủ địa phương và hợp tác khám phá những con đường năng lượng bền vững, điều khiển một cuộc nghiên cứu về khả năng sinh học cụ thể, về việc phân tích, và phụ trách các nguồn tài nguyên sẵn sàng - là bước đầu tiên. khi mà việc phân tích đúng đắn và thực hiện địa lý có thể cung cấp những lợi ích về mặt kinh tế, và kinh tế lâu dài mà các cộng đồng đã sẵn sàng để kiểm soát âm thanh của họ trong tương lai.