地热能的未来是什么?

由:布莱恩的商人

©iStockphoto.com/思想库

地热能的未来可以用一个词来概括:更多。

地热能通常被认为是第三或第四大最重要的可再生能源,仅次于太阳能、风能和水能。目前,地热发电仅占全球发电量的一小部分——2010年,其装机容量约为10,709.7兆瓦——但分析师预计,全球各地的地热发电厂将开始迅速增加。

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技术相对简单;多年来,人们已经了解了这些基本知识。事实上,第一个商用地热发电厂是在整整100年前的1911年在意大利的拉德莱罗建造的。你可能还记得小学的科学课,地壳下面的一层岩浆不断地产生热量。热量上升到表面;它的温度高于活火山地区和构造板块之间的地震活跃点。

虽然有不同种类的地热发电厂,但它们的基本功能都是一样的:它们捕获上升的蒸汽或热水,并用它来驱动发电机。

地热有望在未来发挥重要作用的原因是,我们在这方面做得越来越好:我们现在钻地热井的效率越来越高,使得每个电厂都能捕获更多的能量。

工程师们还设计和改进了“双循环”电厂,这种电厂除了水蒸气外不排放任何气体。你看,传统的“干蒸汽”地热发电厂排放温室气体——当然,排放量只有燃煤发电厂的八分之一,但它们仍然是排放。干蒸汽装置直接进入热液对流区产生的蒸汽,一些不可避免地逸出。双循环电站创造了一个闭环系统,让热水通过热交换器加热另一种液体,比如异丁烷,它的沸点比水低。然后,热水被送回地下,而异丁烷驱动发电机。

随着技术的进步,地热能也变得越来越便宜。据忧心型科学家联盟(Union of Concerned Scientists)称,自1980年以来,运行地热发电厂的成本下降了50%之多。在某些市场,从地热发电厂购买电力很快就会和从污染更严重的化石燃料发电厂购买电力一样便宜。

但最重要的技术是增强地热系统。到目前为止,世界上只有10%的地区适合地热发电。这是因为你需要热液对流系统——热水或蒸汽气泡上升到表面,然后又沉入水中。如果我们要真正地利用地热的潜力,我们就需要开始往更深处注入水,在“炎热干燥的岩石”地区。

我们为什么要这么麻烦呢?正如USUCS所指出的,地球表面1万米(约3.3万英尺)内的热量包含的能量是世界上所有石油和天然气资源的5万倍。”

这就是为什么。

很多研究人员都在孜孜不倦地追求这项技术——美国能源部,谷歌当然,还有地热行业的既得利益。当然,这也存在隐患——有人担心这种钻探会引发地震活动,就像水力压裂法已经证明的那样(不过谢天谢地,不需要向我们的含水层喷射有害化学物质)。但是科学家们认为它引起麻烦的程度是相当小的,而开发EGS可以打开真正巨大的清洁、可再生能源的新仓库。

最后,有很多令人兴奋的讨论是将废弃的老油井和油井重新利用为地热发电厂——这些井可以作为相对容易的基础设施,重新利用为清洁地热作业,而不是钻探全新的油井。

显然,地热蕴藏着相当大的潜力。在试图预测清洁能源的未来时,一些人,比如清洁技术奇才索尔·格里菲斯(Saul Griffith),认为地热最终将占世界电力供应的六分之一左右。而像政府间气候变化专门委员会(IPCC)等其他机构则认为,这一比例将达到4%。不管怎样,随着化石燃料逐渐从人们的视野中消失,它将成为驱动世界的可再生能源组合中不可或缺的一部分。

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