地热能作为一种碳中和的可再生资源，随着全球人口的增长和对气候变化的认识的增强，其潜力正在得到越来越多的关注。地热装置利用来自地球的热量来发电，对于那些希望在满足日益增长的能源需求的同时减少碳排放的国家来说，这是一个可行的选择。
地热能的原理很简单:其原理是从地下深层含水层抽取热水，并将其用于区域供暖。与风能、太阳能和潮汐能等其他可再生能源不同，地热是完全可预测的，而且不依赖于天气模式。
世界各地越来越多的市政公司正在制定雄心勃勃的目标，以满足碳中和能源需求。例如德国最大的市政公司之一Stadtwerke München (SWM)。根据其可持续发展报告该公司的目标是，到2040年，主要依靠深层地热能来确保慕尼黑地区供热需求的碳中和覆盖。
这可行吗?莱布尼茨应用地球物理研究所(LIAG)、柏林工业大学和DHI最近的一项研究项目对此进行了调查。
要利用地热能，我们首先需要了解地下的情况
要想利用地热作为能源，我们首先需要了解我们脚下的是什么。由于绘制整个地球深层地热储层的地图是一项不可能完成的任务，我们对地球地下的了解是基于现有的信息，如地质图和横切面、钻孔、地震活动和其他现场数据。有了这些见解，就可以创建该地区的虚拟3D表示——可以覆盖数公里。这种3D表现形式在其他学科中通常被称为“数字双胞胎”。然而，在地热环境中，这样的术语仍然不经常使用。在本文中，为了便于理解，将这种表示称为“模型”。该模型对于认识地热潜力至关重要，并将确定在利用地热的地区实现碳中性能源生产的可行性。
现有方法在获得准确图像方面的局限性
如今，地热项目涉及多个学科，所有学科都尽力描绘地表以下几公里处的流动和热量。但这幅图有多准确呢?
随着每一个新的数据集的到来，以前被认为是油藏“真实”的事实变得令人怀疑。是的，模型可以调整;但挑战不止于此。根据我们从新数据中了解到的情况，如果不只是一个版本，而是成百上千个这样的“现实”呢?如何使用所有这些新知识使表示法保持最新?对于一个特定的地热项目，“选择”一个不准确的表示的概率是多少?
新方法提供了多种储层表示，具有更高的精度
DHI、莱布尼茨应用地球物理研究所(LIAG)和柏林技术大学之间的一项研究项目解决了上述问题，以巴伐利亚Molasse盆地的一个著名地热储层为研究案例。现有数据来自GRAME项目- SWM、LIAG和其他机构的单独研究项目-以及地热储层的地质和运行数据被用作方法的输入。
该团队开发了大慕尼黑地区(约2700公里)的3D数值模型2)使用地下模拟器．最先进的3D网格算法进行了测试，以尽可能多地映射现场数据，如断层倾角、井眼轨迹偏差等。
与只有一个储层的传统地热项目相比，该方法允许创建数百甚至数千个统计可能的储层表示。这种方法不仅可以重现过去几年的储层压力和温度等历史测量数据，还可以用于测试未来地热位置的可行性及其对储层的影响。
利用这种方法，研究团队在慕尼黑市中心测试了12个潜在的地热安装地点，并成功验证了它们对区域供热的有效性。
为地热项目提供更有效的决策和降低风险
与传统建模相比，这种方法不会只提供一个答案，而是提供了多达数千种可能性，当然也包括最好和最坏的情况。这将有利于像SWM这样的市政公司，因为提前了解潜在的影响将有助于他们降低风险，并确定可能的地热项目的可行性。
