2017年11月的一个下午，一场5.5级地震震动了韩国浦项，造成数十人受伤，并迫使1700多名城市居民进入紧急住房。现在的研究表明，地热能源项目的开发受到了谴责。
“毫无疑问，”斯坦福地球物理学家威廉埃尔斯沃思说。“通常我们不会在科学中说，但在这种情况下，证据是压倒性的。” 埃尔斯沃思是一群科学家，其中包括首尔国立大学的Kang-Kun Lee，他在5月24日的“ 科学”杂志上发表了一篇观点，概述了浦项失败的教训。
浦项地震是迄今为止最大的地震，与有史以来所谓的增强型地热系统的发展直接相关，这通常涉及迫使开放的新地下通道使地球的热量到达地面并产生电力。随着越来越多的和推动开发低碳能源，该技术可以为更加挑剔的风能和太阳能提供稳定，持续的补充。根据一些估计，它可能高达目前电力容量的10%。了解浦项出了什么问题可以让其他地区更安全地开发这种有前景的能源。
几十年来，传统的地热资源一直在发电，地下深处的热量和水可以通过自然渗透的岩石燃烧。在浦项，与其他增强型地热项目一样，注入破裂开放的不透水岩石，以创造来自地球的热量管道，否则将无法用于发电。
“我们已经了解了半个世纪以来这种高压泵送地球的过程可能引发地震，”埃尔斯沃思说，他是斯坦福大学诱导和触发地震中心的联合负责人，也是地球能源学院的教授。与环境科学(斯坦福地球)。
在这里，埃尔斯沃思解释了浦项失败的原因以及他们的分析如何帮助降低下一代地热发电厂的风险，以及依赖类似技术的水力压裂项目。他还讨论了为什么尽管有这些风险，他仍然认为增强的地热可以在提供可再生能源方面发挥作用。
增强型地热技术如何运作?
WILLIAM ELLSWORTH：增强型地热系统的目标是在热岩石中建立一个裂缝网络，否则水不能渗透。如果您可以创建裂缝网络，那么您可以使用两个井来创建热交换器。你把冷水抽到一个，地球把它加热，你在另一端抽取热水。
使用与建造油井相同的工艺和技术，使用钢管钻探地热井的操作员。一段裸露的岩石在井底留下。他们在高压下将水泵入井中，迫使现有裂缝开裂或形成新裂缝。
有时这些微小的裂缝会发生微小的地震。问题是当地震变得太大时。
导致韩国浦项发生大地震的原因是什么?
ELLSWORTH：当他们开始在高压下注入液体时，一口井按计划产生了一个裂缝网络。但是，在另一口井中注入的水开始激活先前未知的断层，该断层穿过井。
迁移到断层带的压力减小了通常使断层难以移动的力。在操作员关闭泵或消除压力后，小地震徘徊数周。随着时间的推移，地震不断变大。
这应该被认为是一个标志，它不会引发强烈的地震。这是一个特别危险的地方。来自流体注射的压力最终提供了踢。
目前监测和最大限度减少与地热或其他类型能源项目的流体注入有关的地震威胁的方法是什么?
ELLSWORTH：世界各地的民政通常不希望钻探和注入造成大到足以扰乱人们的地震。在实践中，和钻探人员更倾向于更多地关注防止可以感受到的小地震，而不是避免发生强烈地震以造成严重伤害的地震。
考虑到这一点，许多项目都是通过使用所谓的交通灯系统来管理的。只要地震很小，那么你就可以开绿灯了。如果地震开始变大，那么你就会调整操作。如果它们变得太大，那么至少暂时停止。那是红灯。
许多地热，石油和天然气项目也受到一种假设的指导，即只要你不将超过一定体积的流体注入井中，你就不会发出超过一定大小的地震。在某些地方可能有一些事实，但浦项的经验告诉我们这不是整个故事。
更好的方法会是什么样的?
ELLSWORTH：总是必须考虑失控或触发地震的可能性。重要的是要通过不断变化的风险而非危险来考虑它。危险是潜在的危害或危险源。风险是由损害或危险造成的损失的可能性。可以这样想：无论是在人口稠密的城市还是无人居住的沙漠中，与浦项一样大的地震都会造成同样的危险。但这个城市的风险要高得多。
严重事件发生的可能性很小，但需要承认并将其纳入决策。也许你会认为这根本不是一个好主意。
例如，如果在项目开始之前可能发生5.0级地震，那么您可以估计可能出现的损坏和伤害。如果我们可以为不同大小的地震分配概率，那么民政可以决定他们是否愿意接受风险以及以何种条件接受风险。
随着项目的进行，这些对话需要继续。如果一个故障最终被激活并且破坏性地震的可能性增加，民政和项目经理可能会说，“我们已经完成了。”
从您了解浦项发生的一切，您认为增强的地热开发应该放缓吗?
ELLSWORTH：天然地热系统是清洁能源的重要来源。但它们很少见，而且很多。如果我们能够找到如何基于增强型地热系统技术安全开发发电厂的话，它将为我们所有人带来巨大的利益，作为电力和空间供暖的低碳选择。
斯坦福大学的其他合着者包括博士后研究员Cornelius Langenbruch。其他合着者分别隶属于ETH，瑞士苏黎世，新西兰惠灵顿维多利亚大学，科罗拉多大学，博尔德，地震局，首尔国立大学，全南国立大学和韩国忠南国立大学。
