图片来源:【文/徐继山、王万旭(中国矿业大学)】《科学24小时》杂志,2023年第五期
换句话说,如果它能够被大规模的开发利用,我们人类在未来的二三十亿年都不用为能源发愁了。
这种能源是什么?真的能达到如此夸张的程度吗?目前我国开发利用它的现状又如何了?
本文内容均引用权威资料结合个人自己的观点进行撰写,文未已标注信息源自,请知悉。美国开发无穷能源
从当初利用化石资源到后来使用核能发电,人类文明看似已经进步很多,但其实还是停留在“烧开水”的层次。
曾几何时我们是用煤炭和柴火来“烧开水”,这样不仅效率低下,而且还会污染自然环境,如今,人们利用核裂变带来的高温“烧开水”,虽然极大的提高了能源利用率,但还是会多多少少对环境能够造成污染。
核能会对地球产生多少污染,相信不用我多说,也正是这样,人们在开发新能源时,往往会考虑到保护地球环境方面。
它正是地热能,地热能在美国应用限制范围较为广泛,据统计,目前美国加利福尼亚州、内华达州、德克萨斯州、爱达荷州等等都使用了这种清洁能源,其中,加利福尼亚州还有着全球最大的地热电站——盖瑟尔斯地热电站。
可以说,美国大部分的地热发电来源集中在加利福尼亚州,加利福尼亚州的地热大约可产出多少电力呢?
《中国能源报》披露,可产生2.5吉瓦的电力,从而满足加州5%的能源需求。
只不过,因为地热能发电受地形影响较大,而且相比于传统发电方式,地热能发电的性价比也不高,所以,并没有成为美军的主要供能途径,而我们上面所说的“使用地热能”主要是利用新开发技术开采地热。
拿一位美国空军退役少将的话来说就是“地热能具有储量大、分布广、稳定性高等特点,近几年研发的新开发技术可帮助地热能摆脱地形限制,一旦美军大量使用地热能发电,将确保他们在遭受自然灾害和网络攻击后,仍然有持续不断的电力保障,来提升美军整体的战备能力。”
俄勒冈州的波特兰市,内华达州的雷诺市等等就已建立相关基础设施体系,他们利用地下温水或蒸汽为居民提供供暖服务。
地热能源指的是从地壳抽取的天然热能,它大多数来源于地球内部的熔岩,也是导致火山爆发、地震发生的能量。
我们举个简单的例子,天然温泉便是典型的浅层地热能源,从这方面来说,我国是最早利用地热能的国家之一,最早可追溯到先秦时期,包括后来我们所知道的长安华清池,它都是一种对地热能源的合理利用。
但中国真正对地热资源进行开发利用是在20世纪70年代,那时候的我们比较幸运,得以借鉴国外经验探索地热技术,所以,没多长时间,我国便成为了全球第8个采用地热发电的国家,并于上世纪70年代,建成了如广东省丰顺县等7个中低温地热发电厂。
与此同时,我们还勘探发现了约300个油田,虽然后来因为一些原因,中国并没形成持续的产业投入,但这些成绩却还是为我们后来的地热产业的形成与发展奠定了良好基础。
到了20世纪,随着改革开放的“春风吹拂”,我国地热产业队伍渐渐形成,并得以发展壮大,1995年,中国地热直接利用的热量进入世界上的排名第二位,是当时世界第一冰岛的80%。
21世纪之后更不用说了,地热产业得到加快速度进行发展,截止到2005年底,全国每年直接利用的地热流体资源量已达44570万立方米,然而,比较遗憾的是,目前我国地热产业高质量发展日渐成熟,但地热发电规模还是较小。
据相关人士披露,截止到2022年,中国地热发电装机量为53.45兆瓦,仅仅占世界地热发电装机量的0.33%。
虽然中国石化于4月初宣布,他们公司部署在海南的福深热1井顺利完钻,井深5200米,刷新了我国最深地热科探井记录,该井的成功钻探也对提升我国华南地区的地热资源规模化开发具备极其重大意义,但就目前来说,我们的祖国在这方面还是“任重而道远”。
兴许大家看到这个地方想问,既然开采那么难,我们不挖不就行了,为什么我们非得开采地热?难道地热能源真是无穷无尽的不成?
记得国产科幻电影《流浪地球》讲述了这样一个故事,由于太阳加速膨胀,在不久的将来会发生氢闪危机,吞噬地球乃至整个太阳系,这使得人类不得不背井离乡,并带着地球在黑暗无际的宇宙中流浪。
然而可惜的是,带着地球去流浪并不是一场说走就走的旅行,它还需要提前做好各项准备,其中首当其冲需要仔细考虑的便是能源问题。
于是,我们在影片中也看到人类搬到了离地下500米深的“地下城”去生活,为何需要选择那里?
不为别的,正是因为在那个“地下城”,人类能利用地球深处的能量——地热能发电,得以生存下来。
虽然《流浪地球》只是一部电影,但正所谓“艺术来源于生活,而高于生活”,从中我们便不难发现地热能有别于其他资源的优势。
地热能源与太阳能、水能等等一样,是一种可再生资源,而且由于它相比于石油、煤油等资源较为廉价、清洁,因此合理开发利用这种能源,不但可以方便我们人类的生活,而且还可保护我们赖以生存的环境。
举个典型的例子,冰岛。尽管冰岛11.5%的土地被冰川所覆盖,但他们的岛内却是存在着200多座火山,其中,活火山有30多座,可以说,整座岛是冰川与火山并存,地震与地热孪生。
这种特殊的地质结构也使得冰岛成为了世界上地热资源最丰富的国家,如果我们有幸去到冰岛,便不难发现那里到处都是使用价值极为丰富的地热井。
冰岛是在1975年开始大规模使用地热能的,到现在已有将近50年的历史了。
这50年间,由于冰岛大量使用地热能,减少了石油等其他能源进口,所以,他们全岛二氧化碳等温室气体的排放量要比其他几个国家少,促使冰岛成为了世界上最干净的国家之一。
相信看到这个地方,大家也明白为什么我们要大量开采地热能源了吧,这种能源可以让我们安全、放心的使用,同时也可能达到减少碳排放,控制全球变暖的目标。
在我看来,它是一种无穷能源,但主要指的还是深埋地下3千米以上的深部地热能,就比如一些朋友知道的干热岩资源,正常的情况下,“藏”在地球深处的它并不会因人类的使用而枯竭。
比如美国,2022年,美国一家能源公司便对外宣称他们正开发一种“波钻技术”,至少要实现钻地19千米的目标,释放无限地热能。
如果这项技术能成功达到预期,那么,它将开启深层地热开采的新时代,也许我们真的能实现拥有无限能源的美好愿望,我们拭目以待。
本文内信源来自:1.《地热开发利用要向深层进军》中国能源报,2024年5月6日发布();2.《5200米!我国最深地热科探井完钻》新华社,2024年4月8日发布;3.《我国地热能直接利用规模全球最大 如何让产业“沸腾”》科技日报,2023年11月23日发布();4.《中国地热直接利用全球第一,为何发电利用进展缓慢》界面新闻,2023年8月1日发布;5.《地热能也可以服务人类》科普中国-科学原理一点通,(发文机关:海南省地质局)2018年1月8日发布();6.《挖个最深的洞 释放无限能量》中国青年报,2022年3月20日发布();7.《开采地热能:深挖地球要热能,靠谱吗?》中国科协科学辟谣平台,2022年8月1日发布;8.《美军事基地计划使用地热能》光明网-中国国防报,2023年7月19日发布;9.《地热——可再次生产的能源中的“黑马”》中国能源报,2011年12月8日发布();10.《从流浪地球认识地热能》【文 / 徐继山、王万旭(中国矿业大学)】《科学24小时》期刊,2023年第五期,但为提升文章可读性,细节有几率存在润色,请理智阅读,仅供参考!