地下两万米处，藏有可供人类用23亿年的无尽能源？美国正在布局

人类的探测器已经飞出了太阳系，可往自己脚下钻，至今没有钻过13公里。这项纪录属于俄罗斯西北部的科拉超深钻孔。

科学家1970年开钻，想弄清地壳到底由什么构成，也想看看究竟能钻多深。到1989年，钻孔深度达到12262米。

这大约只是陆地地壳厚度的三分之一，却用了将近20年。钻进去以后，井底温度远远超出预期。

原先估计约100℃，实际测到将近180℃，岩石在高温下变得像软泥，钻孔越来越难维持。那几年还流传过一个怪谈，说井下能听到声音，像是从地狱传上来的。

20世纪90年代中期，项目资金耗尽，现场被废弃，井口被封死。比这更深的地方，人类从来没有直接测量过。

现在，美国有公司把目标定在20公里。它们要找的不是石油，是热。"23亿年"这个数字，先打个折：地热有多少？

地核温度可达五六千摄氏度。这些热量约一半是地球形成时留下的余热，经过约45亿年还没散完；另一半来自地壳里铀、钍等放射性元素的衰变，到现在还在不断产生。

研究地热的地质学家吉姆·福尔兹做过一个估算：地球一年产生的地热，大约是美国一年能源需求的10倍。热量总量巨大，这一点学界没有争议。

可"23亿年"是把地球全部内热都算进去、完全不考虑开采成本和技术极限得出的理想值。比较严谨的说法是，地表10公里以内的可利用地热，按现在的能耗水平够人类用几千年。

这已经很惊人了，不过关键不在储量多少，在于人类实际能拿到多少。一个被低估的配角：现实情况有些反差。

按国际能源署的数据，目前地热只满足全球约1%的电力需求。地热有一个太阳能、风能比不了的长处，就是全天候发电。

光伏到了阴天出力就不足，风停了风机也不转。2023年全球地热装机的平均利用率超过75%，风电不到30%，光伏不到15%。

既然这么稳定，为什么用得这么少？因为传统地热发电对地质条件要求很严，热源、水和多孔岩石三样都得有。没有水还好办，可以从地面往下注。

岩石不透水就没法处理了，流体在热岩里流不动，热量也就取不出来。能同时满足这三个条件的地方不多。

冰岛算一个，20世纪初它还是发展中国家，开发火山地热以后，把能源转化成工业产出，现在已是世界上人均收入最高的国家之一。肯尼亚也是。

它位于东非大裂谷，那里的非洲板块正在裂开，地下热量离地表很近。肯尼亚近一半的电力来自地热。

新兴企业Sosian能源筹资9100万美元，建了一座35兆瓦的电厂，绿色的大管道把两三公里深处的蒸汽送进涡轮机。肯尼亚的地热潜力约10吉瓦，目前开发了约1吉瓦。

离开这些地质条件特别好的地方，地热发电长期很难推广。石油工程师带来的新办法：改变这一局面的，是一批从油气行业转过来的人。

Fervo Energy首席执行官蒂姆·拉蒂默，职业生涯起步时在必和必拓做钻井工程师，赶上了得克萨斯南部的页岩气热潮。他意识到，水平井和水力压裂既然改变了油气行业，也同样可以用在地热上。

具体做法是，在致密的热岩里人为压出裂缝，把地下变成一个巨大的换热器。冷水从注入井打下去，流过裂缝吸收热量，再从生产井回到地面发电。

这样一来，原先的三个条件只剩下一个：岩石够热。Fervo 2023年在内华达州用一座小电站验证了这项技术。

今年秋天，它在犹他州的Cape Station取得了实质进展：9月24日并网，9月30日宣布商业运行，比合同约定的日期早一天。

投运的是一期三个33兆瓦发电模块中的第一个，公司表示另外两个将在2027年1月1日前投入商业运行，还有400兆瓦正在建设，预计2028年投运。带动这轮发展的，是美国数据中心快速增长的用电需求。

科技公司需要能全天稳定供电的清洁电源，地热正好符合要求。Fervo与谷歌签了一份396兆瓦、为期15年的"照付不议"购电协议，预计2028年中开始供电。

这样一来，它受约束性购电协议覆盖的容量达到1054兆瓦，合同收入约119亿美元。这些合同的意义不只在金额。

地热项目前期投入很大，有分析认为单个钻孔的成本可达9000万美元以上，而一台燃气发电机组只要100万美元左右。投资者最担心的，是几十年以后的电价能不能保持稳定。

科技公司签下长期合同，等于替开发商承担了一部分远期电价风险。地热能不能做大，财务上的问题和地质上的问题一样重要。

不过账面上还不好看。Fervo第三季度收入只有11.6万美元，当季能录得1170万美元净利润，靠的是利息收入、利率互换收益和税收抵免这几项一次性因素。

另一个风险是地震。压裂会引发地震：2017年，韩国浦项的地热项目同样用了压裂技术，加上井位离断层太近，诱发了一场约5.5级的地震，是韩国有记录以来最强的地震之一。

浦项至今仍是地热诱发地震中最严重的一例，这类事件很少见。但一种能源只要出过几次事故，声誉就会受到严重影响，何况页岩气压裂本来就因为地下水污染和诱发地震而争议不断。

Fervo的做法是公开监测数据。它最大的三次地震都发生在2026年9月，前后相隔约两周，都在新井场压裂期间，震级约在3.0到3.3之间。

按照它的"红绿灯"规则，3.0级及以上的事件必须暂停作业至少24小时，经过评估后才能复工。震级不高，但一个行业要扩张，就必须让电厂周边的居民了解风险，并取得他们的同意。

把地下空间当电池用：同样在得克萨斯，Sage Geosystems走了另一条路。首席执行官辛迪·塔夫在壳牌工作了三十五六年，女儿比她先加入Sage，还劝她"这边有意思多了"。

公司2020年成立，起初的方案和Fervo差不多，后来发现压裂出来的地下空间还能当电池用：用电低谷时把水压进不透水的岩层，岩层像气球一样被撑开；需要用电时把阀门打开，地层压力把水推回地面，带动水轮机发电。

加州和得州中午时段的光伏发电量已经超过需求，多出来的电正好可以这样存起来。这项技术已经开始落地。

Sage在得州Christine建了一座地压储能设施，可以连续6到10小时向电网输出3兆瓦电力，2026年8月正式投运，并公布了120多天的运行结果。

按照公司规划，与地热巨头Ormat在内华达合作的项目预计2027年开始发电，2028年达到满负荷，之后才轮到与Meta合作的150兆瓦项目。20公里的设想：压裂型地热一般只能做到三四公里深。

Quaise Energy首席执行官卡洛斯·阿拉克认为，这还只是冰山一角，要往更热、更深的地方去。他的设想是钻到20公里，大约是民航飞机飞行高度的两倍。

到了这个深度，世界上几乎任何地方都能拥有冰岛那样的地热条件，用不着守在火山旁边。难点在于钻不下去。

那么深的地方是花岗岩、玄武岩一类坚硬的基底岩，常规钻头很难对付。Quaise的办法来自聚变研究。

它以麻省理工学院十多年的研究为基础，用回旋管发射毫米波，把岩石加热到熔化、再到汽化，钻头不用接触岩石。在演示中，两英寸厚的玄武岩砖约90秒就被打出一个四英寸的孔。

公司工程师说，向下钻10公里也许只要几个月，而科拉钻孔用了几十年。新问题随之出现。

岩石加热过度会电离成等离子体，把毫米波反射回去，所以团队又加装了一束类似雷达的诊断光束。2025年，Quaise在得州中部一处花岗岩采石场钻到118米深，用的回旋管功率只有100千瓦。

因此它目前采用混合方案：先用常规钻头钻到基底岩，再换毫米波往深处钻。今年进展加快了。

8月，它完成1.8亿美元B轮融资，由Nabors Industries和Prelude Ventures领投；9月22日，又入选美国能源部最高2500万美元的资助。

俄勒冈州纽贝里火山以南的"黑曜石"项目已经开钻，第一口确认井设计深度约1.5万英尺，约合4600米，用的仍是常规金刚石复合片钻头。按计划，2030年前建成一座50兆瓦电站。

也就是说，20公里仍是图纸上的目标，眼下真正开钻的井在4600米左右。不少地质学家怀疑，那样的深度能不能实现商业化发电。

Quaise自己也承认，他们做的事以前没有人做过，可能遇到挫折，甚至失败。中国的另一条路：中国的思路更务实，先把中浅层地热用足。

截至2025年底，全国地热能供暖制冷面积约16.5亿平方米，其中中深层7.2亿平方米，浅层9.3亿平方米。河北雄县靠地热供暖和100%回灌，成了有名的"无烟城"。

深部也在推进。2024年，中国石化在海南的福深热1井完钻，井深5200米，5000米处温度超过180℃，达到干热岩的温度标准。

在今年5月的第十六届全国地热大会上，中国科学院院士滕吉文提出，向地球深部3000到5000米进军是必须攻克的战略科技问题。

国际能源署预测，随着技术进步和成本下降，到2050年地热可满足全球电力需求增量的15%，对应约800吉瓦装机。

"23亿年"的说法有夸大成分，但地下热量确实巨大，而且一直都在。人类以前利用得少，主要是因为钻得不够深、成本太高。

目前看，最先实现商业化的是四五千米深的井，20公里还只是远期设想。毫米波钻井能不能在井下的高温高压中正常工作，未来两三年应该会有结果。