世界上首次海底地热发电厂演示试验已经完成，试验地点位于一座活跃的海底火山附近，水深接近一英里。该系统在不到10秒的时间内实现了净正发电，证明了在海底开发另一种可再生能源的技术可行性。
这次为期三周的三吨级原型发电厂测试部署，于九月在北太平洋的阿克西尔海山进行。该项目的研发方是位于西雅图的初创公司Endurance Energy，公司目标是未来将海底地热发电商业化，为太平洋岛国及其他希望摆脱昂贵化石燃料进口的客户提供替代能源方案。
Endurance Energy创始人兼首席执行官安德鲁·雷德在给Ars的电子邮件中表示：“深海为我们提供了无限量的冷海水用于冷却，海水的重量还能让系统和井筒保持压力，因此我们的发电厂可以做得很紧凑。”
不过，在海床上开发地热能源面临许多与陆上地热项目不同的挑战，这些挑战也可能导致更高的安装和运营成本。因此，Endurance Energy必须证明其能够实现稳定的水下运行，并证明该方案具备成本效益。
斯坦福大学能源科学与工程教授罗兰·霍恩在给Ars的电子邮件回复中表示：“这项技术在技术上可能是可行的，但其成本无疑会比陆上开发更高。”
深海钻探
Endurance Energy的部署工作需要一台海底登陆钻机，该钻机由“海洋卫士”号船只部署（该船由Stabbert Maritime运营），在约5000英尺（1524米）深的海床上钻出两个孔。这一深度超过了美国最高建筑——纽约世界贸易中心一号大楼高度的2.5倍。
两个钻孔都开始喷出温度约为500华氏度（260摄氏度）的高温热液。Endurance Energy团队随后对第二个钻孔进行了套管和固井处理，并安装了一个阀门以形成完整的井口结构。
接下来，公司部署了其命名为“阿德利”的100千瓦发电厂，该设备设计用于将流入的热液蒸发，以驱动涡轮机并带动发电机发电。团队借助加拿大的遥控潜水器ROPOS，将发电厂与新钻探的井口连接起来。
“阿德利”还通过接入区域电缆阵列（Regional Cabled Array）与Endurance Energy位于西雅图的指挥中心相连。该电缆阵列是一条长达559英里（900公里）的海底光纤与电力网络，为海床上的科学传感器提供电力和通信连接。该海底网络由美国国家科学基金会资助，并由华盛顿大学负责运营。
一切准备就绪后，团队开始进行“阿德利”的发电测试。但很快出现了一个重大问题——那口深入海床52英尺（16米）的测试井，输出的热液流量不足以维持发电厂运转。
雷德解释说：“对于我们的第一口井，目标是证明我们能够在海床上完成钻探、套管、固井和封井的全过程，所以我们把井的规模和深度控制得比较小。这限制了流体的供应量，而更深的井应该能改变这一情况。”
这口测试井的直径也仅为2英寸（5厘米），而石油、天然气以及陆上地热井的套管直径通常在20到36英寸（51到91厘米）之间。
Endurance Energy计划通过钻探更深的井来获取更多流体，以避免未来再出现类似问题。该公司目前的登陆钻机可以钻探约260英尺（80米）深，是最初测试井深度的五倍。
开始发电
为了尝试运行“阿德利”发电厂，团队将其重新部署到附近一处天然热液喷口，那里的热液温度已经达到约538华氏度（281摄氏度）正在自然涌出。9月27日，他们进行了尝试。
在近半分钟的时间里，发电厂的涡轮机转速达到约每分钟26000转，带动发电机产生了60瓦时的电能。
在约8.7秒的时间内，发电厂实现了净正发电，即产生的电量超过了自身运行所消耗的电量。其净功率中位数约为2千瓦，峰值达到16.5千瓦。
雷德告诉Ars：“这就是关键证明点。净正发电是一个重要门槛：这意味着发电厂在海床上产生的电量超过了维持自身运转所需的电量，此前从未有人做到过这一点。”
但随后一个软件问题导致发电运行中断。雷德解释说，在发电机开始工作之前，“阿德利”首先依靠电池为泵、推进器和控制系统供电，同时带动涡轮机加速到工作转速。一个电池模块在加速过程中记录到电流短暂飙升，随后便停止了数据传输。
由于系统一直依赖电池模块的旧读数，这促使“阿德利”的软件自动触发安全机制，停止了发电厂的运行。
团队在尝试重启发电厂时，一条为制冷剂泵供电的电缆也出现故障——电缆外壳上的一处缺陷导致海水渗入，使两根导电线路发生短路。这次试验运行就此结束，不过Endurance Energy已计划利用这次经验改进水下电缆的制造和测试方式。
未来部署
雷德表示，将地热发电厂直接放置在天然热液喷口上方只是一次性的研究与演示性测试。他的公司在未来部署中仍计划依靠钻探井来获取热液。
Endurance Energy还介绍了为减少对海床和海洋生物潜在环境影响所采取的措施。团队表示，他们为此次试验选择了“干扰最小”的地点，并通过采集水样以及记录海床上管虫、蜗牛、螃蟹和细菌垢等生物分布情况，对整个过程进行持续监测。团队还将观测数据与独立研究人员运营的科学传感器数据进行了比对，并将水样、岩石和矿物样本送往独立实验室进行分析。
该公司计划于2026至2027年冬季进行下一次试验，届时将使用经过翻新升级的“阿德利”发电厂——按照企鹅命名惯例，该设备将更名为“金图”（Gentoo）——目标是实现更持续稳定的发电。
公司还在开发一款更大功率的2兆瓦商业发电机组，计划于2027年在汤加王国进行首个商业部署。这个位于南太平洋的波利尼西亚岛国目前主要依靠进口柴油来维持电网运行，自美国和以色列对伊朗发起军事行动以来，柴油价格已大幅上涨。
雷德告诉Ars：“这些2兆瓦的商业发电机组大小大约相当于一个集装箱，我们计划在汤加近海部署多达六台此类发电机组。该项目的实际占地面积将相对较小。”
斯坦福大学的霍恩表示，地热能源项目在陆上已经具备成本效益，但“在价格上处于勉强具备竞争力的边缘”。因此他提醒称，任何增加地热成本的因素都可能“使其进一步失去竞争力”。
尽管如此，如果Endurance Energy能够通过与汤加王国的合作，长期证明其系统运行的可靠性，其他客户也可能会考虑采用这一方案。进口化石燃料价格的飙升已经成为推动多国政府加大可再生能源替代方案投资的重要因素。
雷德表示：“拥有丰富海底地热资源的大型潜在市场包括美国太平洋西北部和阿拉斯加地区、台湾地区以及日本。随着技术的成熟，我们预计将在成本上具备竞争力，为公用事业公司和大型能源用户提供持续、不受天气影响的电力供应。”
Q&A
Q1：海底地热发电是如何实现的？
A：通过在海床上钻井，利用海底热液喷口释放的高温热液（温度可达500华氏度以上）来驱动涡轮机和发电机，从而产生电力。
Q2：这项海底地热发电技术目前进展如何？
A：Endurance Energy公司已完成首次海底地热发电厂演示试验，实现了约8.7秒的净正发电，证明了技术可行性，但还需要进一步改进井深和设备可靠性才能实现商业化。
Q3：这项技术未来会用在哪些地方？
A：公司计划2027年在汤加王国进行首个商业部署，用2兆瓦发电机组替代昂贵的进口柴油发电，未来也考虑在美国太平洋西北部、阿拉斯加、台湾地区和日本等地推广。
