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  • 發布時間:2014-02-11 09:48 原文鏈接: 科學家嘗試讓火山為地球發電

      地核就像是一座核反應堆,通過分解放射性元素(諸如鈾、釷、鉀)來釋放熱量。科學家早在數十年前便已經能駕馭這股熱量——通過地熱井為渦輪機提供能量。但現在,研究人員不僅有能力在火山內部鉆井,還可以開發熔巖中所蘊含的熱量,從而獲得更高的能量。如果將現有的地熱井全部用新技術替代,可供人們利用的可再生能源總量將增加30%。

      科學家嘗試開發巖漿中所蘊含能量的這一奇思妙想來源于2次“意外”。第一場“意外”發生于 1985年,一隊在冰島鉆地熱井的工人遭遇了一場由高壓蒸汽引發的爆炸,這場爆炸非常突然且難以控制。科學家認為,這股高壓蒸汽源自一處蓄水層,該處的壓力極高使得水開始沸騰,但水卻無法充分膨脹轉化為水蒸氣,因此只得保持液體狀態,當達到222個大氣壓、溫度在374℃或以上時,水將達到這種“超臨界狀態”,處于這種狀態下的水蘊含著極強的能量。一旦氣壓降低,水流將噴射而出。

      美國加州大學河濱分校名譽教授、地質學家Wilfred Elder說:“我們希望開發利用這股能量,一座普通的地熱井能夠產生5~10兆瓦的電能,而‘超臨界地熱井’產生的電能將達到前者的10倍。”

      第二場“意外”發生于2009年,冰島深鉆工程(IDDP)在鉆探理論中可行的“超臨界流體井”時不小心沾到了巖漿,熔巖將鉆探設備熔毀。但鉆探小組意識到強烈的熱能可以提高鉆井的產能。溫度越高,水就越容易進入“超臨界狀態”,而灌入鉆井的巖漿溫度超過900℃。

      要想利用熔巖生產能量,工人并不需要直接在熔巖上鉆井。相反,他們可以在熔巖附近溫度較低的地方鉆井,然后利用蒸汽為渦輪機充能;還可以通過注水人為地產生蒸汽。盡管“超臨界地熱井”的利用受到地理因素和耐熱材料的制約,但研究者在2011年成功在熔巖上方鉆井,雖然那里的溫度只有500℃,但其電力產能依然達到35兆瓦。這也是研究者首次證明建造一座有熔巖“助威”的“超臨界地熱井”是可行的。

      并未參與該研究的約翰霍普金斯大學地球與行星科學系教授Bruce Marsh說,他很看好地熱井的巨大科學價值。Marsh指出,巖漿是一個很有挑戰性的研究領域。

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