圖:冰島雷克雅莫西部的地熱能電廠。冰島可以說擁有眾多天然的增強型地熱系統:由于處在歐亞和北美構造板塊的邊界地帶,持續不斷的地殼活動使冰島的地下產生了無數斷層和裂縫,降水從高山地帶滲透到1~3 千米深的基巖,受到巖漿加熱,隨后由于密度減小就會自己上升至地表。因此在冰島,地熱發電占全國總發電量的19%以上。
將鉆頭深入地下3千米到10千米處,那里蘊藏著巨大的熱能。
轟轟、轟轟轟隨著機械持續的噪聲,老波特面前的鉆頭不斷伸向地下。“鉆吧寶貝兒!再往下鉆”鉆頭的目標是地下10 千米處的熱巖,它準備在上面鉆一個孔。
鮑勃·波特(Bob Potter)是增強型地熱系統(EGS)的發明人之一。自20 世紀50 年代,波特和他的同事就開始在洛斯阿拉莫斯地區(Los Alamos)調查深埋地下的熱巖破裂口的能量潛力。他們的想法是:在這些發燙巖石的裂口注入水,然后用抽水機將被巖石加熱了的水抽出得到蒸汽來驅動渦輪機,最后再將這些水注入到地下封閉的環狀回路以便循環使用。這就是EGS 的雛形。
更多的地熱
EGS 與傳統地熱系統不同的是,它可以挖掘地下較深位置(約3.6~9 千米)的地熱。美國是一個蘊藏地熱的大寶庫,如果將地熱用作發電,與傳統化石燃料相比,它不會產生溫室氣體(CO2)與二氧化硫(SO2)等污染物;與風能、太陽能系統相比,地熱發電廠又不受氣候和時間的影響,可以日夜工作,提供不中斷的電力。但問題是傳統地熱對地質狀況的要求非常高。目前,美國的淺層地熱資源(井深300~400 米左右,即可開鑿出80℃~90℃的地熱水)主要集中在西部地區,其他的地熱資源必須通過深層鉆探才能得到。
波特的技術正解決了這個問題,它可以滿足普遍的EGS 的深度要求,這就使EGS 的構想成為現實。如果EGS 達到普及,這就意味著,地熱能可以在全國使用。
20 世紀70 年代,EGS 由洛斯阿拉莫斯國家實驗室 (Los Alamos National Lab) 首次提出。但隨著20世紀80 年代中期油價的下跌,政府對于地熱研究的投資逐漸減少,EGS 技術幾乎被人們遺忘。波特也不得不放棄自己的研究。20 世紀90 年代,波特與麻省理工學院的化學工程師杰弗遜·W·泰斯特(Jefferson W. Tester)合作,共同研究出了一項叫做熱液裂變的鉆井專利技術(可以鉆得更深)。為了能使這種技術達到普及,2004 年,波特說服了自己的兒子在加利福尼亞紅杉市建立了一家鉆井技術的商業公司,專門開發可用于地熱開發的硬質巖石鉆探技術。
與此同時,泰斯特教授也沒有停止自己的工作。2006 年,以他帶領的麻省理工18 人專家組提交了一份有關EGS 的報告。這份報告對使用EGS 技術是否能夠大幅度提高美國地熱資源使用率及它的商業化發展做出了詳盡的評估,此外,還包括該技術是否會造成環境影響的檢測結果。
據這份研究顯示,地層下有足夠的熱能,并能以最小的環境代價來供應美國未來電力10% 的需求。挖掘熱井確實有潛力代替國家目前正在大量使用的傳統化石燃料、水電和核電廠供應電力。
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