地球內部溫度很高,為什麼不用內部的高溫來發電?是不是更經濟?

2020-10-18 電力工程技術官方

那些位於地底980千米之下的高溫物質本身,理論上應該也可以通過一些技術手段實現發電。但是,迄今為止,還並沒有哪個國家、又或是哪個人可以完成這一能量轉換過程。那麼,地球地底下1000到6000℃的高溫物質都處於什麼位置,為什麼我們人類無法將其利用起來轉化為電能?


正常情況下的地熱能源,我們所說的地熱能源其實是指地幔以及地殼的熱量,地慢熱量可以輕鬆達到1000度以上,而地核甚至可以達到6000度。如此高熱的能源我們根本就夠不著,因為地幔以上的地殼平均厚度將近20公裡,大陸地殼更是在35公裡以上,雖然現在地質勘探技術已經非常成熟,但是要穿過這麼遠的距離還是一個技術壁壘,成本與風險都非常高。

地球內部之所以能保持數十億年的高溫,主要是因為地球內部的放射性元素發生衰變,持續釋放了大量能量,將來還會持續數十億年的時間。

那麼我們能利用地球內部的熱量來發電,然後解決人類的能源危機嗎?比如在火山口建立發電廠,然後利用火山口的熱能來發電。

一般來說,沿地層的深度方向,每增加100m,溫度會升高1℃,不同區域會有變化,但幅度不大。要把地層地熱資源帶到地面,一般用水作為介質。所以,要到高溫區域,超過100℃,可能要鑽孔10多千米。鑽孔深度越大,摩擦阻、扭矩要求越大,目前,鑽到5千米已極為困難。同時,隨著深度的增加,造價也程幾何級數上升,經濟上划不來。所以,現階段,只有極少部分地熱資源埋深淺的區域可能用來發電。

1、地熱發電:

地熱發電成本多數情況下比水電、火電、核電要低,設備的利用時間長,建廠投資一般都低於水電站,且不受降雨和季節變化的影響,發電穩定,可以大大減少環境汙染。對於具有高溫地熱資源的地域,地熱發電是地熱利用的首選方式。目前地熱電站利用的載熱體主要是地下的天然蒸汽和熱水。

2、地熱採暖與製冷:

地熱採暖初投資較高,但總成本只相當於燃油鍋爐供暖的四分之一,無汙染,可晝夜供熱水。同時還可節省能源、運輸和佔地等,經濟、社會效益明顯,是一種比較理想的採暖能源。除用於生活取暖外,通常還可利用地熱給工廠供熱,乾燥穀物和加工食品,作為硅藻土生產、木材、造紙、製革、紡織、釀酒、製糖等生產過程的熱源等。我國利用地熱供暖和供熱水發展非常迅速,在京津地區已成為地熱利用中最普遍的方式。

地熱能是一種儘可能接近完美的可再生能源。它幾乎不含碳,不排放大量有毒氣體或產生放射性廢物,不需要砍伐原始森林,不佔用大量空間,由地球的自然熱量補充。它也是目前可用的成本最低的發電來源之一。沒有其他可再生能源能與地熱能的優點相媲美。那為什麼不擴大利用呢?因為一開始就沒有太多。雖然風能和太陽能等可再生能源幾乎在任何地方或多或少都可以開發,但高溫地熱資源只有在高熱流量和有利水文條件同時存在的情況下才能找到,這些巧合只發生在少數幾個地方,偶爾也發生在主要能源消耗中心附近。

理論上是完全可以的,目前的地熱發電技術,就是對地熱能的利用方式之一,地熱發電沒有火力發電那樣的廢物排放,也不像水力發電那樣影響生態環境,地熱發電可以說是非常理想的清潔能源之一。

相關焦點

  • 既然地球內部是高溫的熔巖,能否用來進行發電?
    地熱能在地球內部,有著取之不盡、用之不竭的熱能,比如地殼之下10公裡處,就有接近200℃的溫度,而在地幔之中,溫度達到了1000~3000℃,在地球中心處,溫度更是高達6000℃,比太陽表面溫度還略高。
  • 太陽表面溫度很高,地球內部溫度更高,宇宙中最高溫度是多少?
    如果我們能夠收集到太陽所釋放出來的全部能量,那麼只需要收集一秒鐘,這一秒鐘所釋放出來的能量就足夠全人類使用25萬年的了,當然這是以人類現有的能源需求來計算的。太陽釋放的能量如此巨大,那麼太陽的表面溫度一定很高吧?當然,太陽表面的溫度約為5700攝氏度左右,這個溫度超過了目前已知的熔點最高的金屬。其實如此高溫在地球上也可以找到。
  • 磁鐵加熱會失去磁性,為什麼地球內部溫度很高還有磁場?
    簡單來說,磁鐵產生磁場和地球產生磁場的原理是不一樣的。下面,就來分別介紹一下兩種磁場是如何產生的。在原子中,無論是電子、質子的自旋,還是電子在原子核外的軌道上運動都會產生相應的磁矩。當溫度超過某一臨界溫度時,由於原子的熱運動加劇,導致磁鐵的原子磁矩排列會從有序變得混亂,所以磁性就會消失,這一臨界溫度被稱為居裡溫度。比較常見的鐵氧體磁鐵的居裡溫度約為450攝氏度,釹鐵硼磁鐵約為310度。如果溫度低於居裡溫度,物體又會重新擁有磁性。
  • 地球的內部是什麼樣子呢?溫度很高?還是很低?
    通過對地球物理方面的探測和不斷的研究,人們取得了一系列的不錯的成果,得到了答案是地球內部很熱,且高壓深度加大,則溫度增大壓力變大,密度也會相對的變大。許多鑽探和偵測的結果證明地下向下十千米,溫度隨深度增加,這種現象也是因為對質疑的,但一般情況都符合這個規律,即越往裡走溫度越高,也許在接近地殼的地方溫度變化情況差不多,在更深的地方溫度變化都沒有這麼顯著。
  • 探索地球內部——高溫高壓實驗
    為什麼會發生地震?還會不會有更大的地震?往往是每次大地震之後公眾最為關心的問題。為了探究這些問題的答案,地球物理學家們致力於探索地球內部,運用各種方法為人類揭示地球奧秘。為了幫助地球物理學家更清楚地看清地下,探索地球,我國建立了很多地震臺站、地球觀象臺等,日夜不停地監測著各種地球物理場,北京白家疃地球科學國家野外科學觀測研究站就是其中之一。
  • 為什麼地球內部溫度高達幾千度?或者另有原因
    我們人類生活在地球的表面上,而就在我們腳下數十公裡深處的地殼,溫度就可以高達數百攝氏度,在地殼下面的地幔和地核,溫度更是高達數千攝氏度,地核的最高溫度甚至達到了七千攝氏度。 正因為地球內部的溫度非常高,所以地球內部活動非常活躍,因而產生地震和火山爆發等自然現象,並嚴重影響了人類的生存和發展。
  • 地球內部有個小太陽,即將為人類發電,採暖
    仰望天空,用肉眼能看到的最大天體就是太陽,太陽的體積是地球的130萬倍,表面溫度近6000攝氏度,其內部一刻不停地進行著大規模的核聚變(nuclear fusion),其原理類似氫彈連續不斷地爆炸。太陽產生的巨大能量,主要以電磁波的形式向外界輻射,傳到我們這裡要經過1.5億公裡的真空,還要穿透2000多公裡厚的大氣層到達地球表面。
  • 地球內部很熱,這些熱量從何而來?地球表面溫度會受內部影響嗎?
    我們肉眼可以看到的最為熾熱的天體就是太陽了,而太陽表面的溫度就在5500攝氏度到6000攝氏度之間,也就是說地球中心的溫度追平了太陽表面的溫度,甚至可能比太陽表面的溫度還要更高。地球的中心如此熾熱,那麼這股熱量是從何而來的呢?
  • 地下高溫用來發電,會提早讓地球涼涼嗎?
    準確的說以現代科學的技術水平來說,地熱的利用和發電已經成了一件非常普遍的事情,全球地熱發電裝機容量已經超過50,761.02MWt,這也是一個不小的數字,但從地球內部向地表傳導的功率高達100PW·h,但在絕大部分地區相當分散,難以利用,下文我們就來了解下為什麼不直接去利用地球內部的高溫發電!
  • 地球內部的溫度有多高,為什麼是巖漿?地球以前是太陽?
    文/玉濁清地球內部的溫度有多高,為什麼是巖漿?地球以前是太陽?而人們想要了解地球就必須要深入的探究,眾所周知,地球是由地殼地幔以及地核組成,而地球的內部則是巖漿,溫度非常的高,越接近地核溫度就越高。很多人都不能理解,為什麼地球的內部是巖漿,甚至還有一些人提出疑惑,難道以前的地球是太陽嗎?
  • 地球內部有個小太陽,以核裂變產生能量,與太陽無關
    但事實上並非如此,我們可以知道,從地表往下挖一米左右就進入了恆溫帶,也就是說,一米以下的地層將不再有溫度變化,太陽光照射不會影響到一米以下的土層,更不會造成地球內部巖漿融化。如果可以排除太陽光照射,影響地球內部溫度變化這個因素,那只有一種解釋,可以回答為什麼地表下面會有地熱出現,我們最常見的第1個表現方式,比如火山迸發的巖漿、溫泉等,還有不少的地熱發電廠,就是用地球內部的溫度來進行發電的,由此可見,地熱資源非常豐富,這種熱量絕不是太陽照射的結果。
  • 水滲透無孔不入,為什麼還沒全部滲入地球內部,只在地表循環?
    水是生活中最常見的物質,在我們的印象中,地下室即使是水泥澆築也是一個陰暗潮溼的世界,只要有一絲縫隙,汩汩的水流就會滲透而入,但地球並不密封,存在太多的裂縫和空隙,為什麼地球上那麼多水,沒有在重力的作用下滲入到地球內部呢?
  • 地球內部溫度比太陽表面還要高, 那我們怎麼沒被燒成灰呢
    我們都知道太陽是特別熱的,它的表面大約是5500攝氏度的高溫,假如我們人類要是處於這樣的高溫環境裡,那不到一秒鐘的時間就會被燒成灰燼。然而根據一些科學家的說法我們地球的內部大約是6800攝氏度的高溫,這要比太陽表面的溫度高出很多,可是生活在地球表面的我們為什麼不會被地球內部的高溫給燒成灰燼,甚至我們幾乎都感覺不到地球內部的高溫而根據相關的資料顯示,我們人類目前所居住的地球表面將它稱之為地殼,而地殼在地球冷卻的時候它就會凝固。根據專業人員的探測地殼的深度大約是17公裡左右。
  • 地球地核處的溫度與太陽表面相當,為什麼會有這麼高的溫度?
    ●地球內部溫度相當高,核心處的溫度可以與太陽肩並肩。地球內部的溫度相當高,通常來說越靠近地心溫度也就越高。地殼的厚度約有3470 千米,主要由鐵和鎳組成,地球上的磁場就是由此產生的。地核深處的壓力是地球表面大氣壓的上百萬倍。●地球內部的溫度為什麼那麼高?為什麼這麼長的時間還沒有冷卻?地球自誕生起,年齡已經有45億年了。在地球誕生之初,地質結構非常不穩定,火山頻繁爆發、巖漿四溢,地球表面的溫度也非常之高。
  • 地球內核幾億年來都高溫,能量從哪裡來?為什麼沒有傳導到地面?
    地底下是熱的,這我們從中學地理課本中就有學到,當然教課書上也有說明地下為什麼那麼高溫,不過就是一筆帶過,咱來補充說明下這高溫到底是怎麼來的!一、地球內核的高溫到底是怎麼來的?內核的高溫來自兩個方面,當然毫無疑問都是來自形成地球的過程或者其中的元素!
  • 水「無孔不入」,為什麼沒有滲入地球內部,只在地球表面循環?
    標題的疑問,想法應該和小和尚故事思維類似,假設地球好比一個圓形裝備,在我們的觀察中,水是很容易下滲的,為什麼地球內部卻沒有水。上面的杯子,如果只裝一杯水,是裝滿了嗎?沒有,還可以再裝下鹽。再試問,如果我們看到的地球表面全部都是金礦、銀礦、鐵礦等金屬類構成,還會覺得水可以下滲嗎?我們通常看到的、所說的地球表面,大多只是地球最上層極薄的土壤層,整個地殼我們按它較厚的地方60km來算,也只佔地球半徑的1%都不到,人類現在的技術連地殼都鑽不透,那可是先進的科技,堅硬的鑽頭向地下打鑽孔。
  • 地球最內部的地核為什麼會這麼熱?
    地球最內部的地核為什麼會這麼熱?(神秘的地球uux.cn報導)據新浪科技(任天):地核位於地球的最內部,具有極高的溫度,並且是自從地球誕生以來就一直如此。而且,這一熾熱的內核正是我們能夠在這個星球上生存的原因!
  • 為什麼地核會這麼熱? 地球內部為啥那麼熱
    地殼內部的溫度有4000~6800℃,它之所以這麼熱,是由於以下熱源產生的熱量:1、放射性元素衰變產生的熱量。2、摩擦加熱,由密度較大的核心物質下沉到地心引起的。3、地球形成和膨脹時產生熱量尚未流失。
  • 科學家發現地球內部有超1000萬億噸鑽石,為什麼沒人敢開採?
    麻省理工大學、哈佛大學等大學和知名研究所,在使用地震設備來測量穿過地殼的聲波速度時,發現地球內部可能含有超過,但是地球內部卻存在著這樣的地方。在地球地幔層中,不僅溫度達到了1000攝氏度以上的高溫,就連壓強也達到了能夠形成鑽石的條件。
  • 科學家:地球內部或許存在更完整的生物鏈!
    科學家:地球內部或許存在更完整的生物鏈!雖然海洋處在地球上,但是我們對於海洋的了解是少之又少,這70%的海洋面積我們對於它的了解也不過5%,在這海底到底埋藏著怎樣的生物?又有多少物種?會不會有史前生物存在?我們都無從得知。畢竟根據現在的科技發現水平來看,想要在地心生活,探測地心的可能性並不是很大。