地下高溫用來發電，會提早讓地球涼涼嗎？

2020-10-18 星辰大海種花家

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！

地熱資源利用方式

地熱是一種利用歷史非常悠久的資源，至於多久我們實在難以考證，因為很難去查核原始人泡溫泉的歷史！現代科學發展了數千年，但我們利用地熱的方式卻沒有多大改變，溫泉是地熱露頭處，我們利用地熱也只能在這些距離地表比較近的地熱資源！

利用天然地下水地熱的發電方式

方式一是利用高溫的地熱噴泉，直接利用，或者加熱介質（比如沸點比較低的介質）的方式來蒸發形成高壓蒸汽推動汽輪機工作發電的一種方式，這種模式對地熱的熱水溫度要求相對較低，能夠發電的地熱資源範圍比較大，但這種並非直接利用熱水和水蒸氣，介質的穩定性和汙染是一個問題，並且在功率上也不可能做大太大。

利用地下乾熱巖層注水回收方式發電

這種方式在乾熱巖層中注水，然後回收高溫高壓的熱水資源，其實這和第一種直接利用是類似的，只不過這種需要注水，沒錯在這裡注水是合法的，而且需要高壓水泵，這技術也不容易！不過更關鍵的是找到乾熱巖層，而且乾熱巖層的熱容量也是一個問題，否則注水下去就冷卻了，一錘子買賣那就徹底虧大本了！

  • 羊八井地熱電廠

羊八井地熱是在1970年代被發現並提起建設的，1975年西藏第三地質大隊在羊八井打出了第一口溼蒸汽（含有飽和水的蒸汽叫溼飽和蒸汽）井，同年9月份300千瓦地熱發電機組成功發電，1976年中國大陸首臺兆瓦級機組併網發電.

1985年羊八井地熱電廠撞擊容量已經達到了10兆瓦，並通過110千伏線路想拉薩市輸電，佔當年拉薩電網總發電量39.7%。到2006年底，羊八井電廠完成裝機容量24180千瓦，年發電量1.097億千瓦時，累計發電量18.4億千瓦時，羊八井地熱電廠是目前中國最大的地熱試驗基地，也是目前世界上唯一一家利用中溫淺層熱儲資源開展工業性發電的電廠，西藏自治區地熱發電裝機容量位居中國第1位。

2015年全球地熱直接利用的數據

為什麼到處都有的地熱資源，只有特定的地方才能利用呢？

從地球結構上來看幾十千米深時溫度就已經超過數百度，如果要更高溫，那麼繼續深入即可，終有一處高溫能滿足你那變態的要求，一直到地核附近5500攝氏度，相信地球上沒有任何一種物質能受得了如此環境！但地熱的利用卻不是處處，而是需要某些特殊的環境才可以！

  • 成本與技術是制約地熱資源利用最大的問題

之所以去找那些地熱露頭的位置或者找淺層地熱資源，完全是因為成本和技術不足，比如人類鑽探技術只能到達地下13千米左右的位置，這個成本需要多少錢前蘇聯是最清楚不過，科研可以，但如果要將其轉換為生產力，那麼就需要講究投入產出比。

科拉深鑽孔的反覆鑽探線路

那麼去哪裡找這些距離地表最近的地熱資源呢？在中國就是青藏高原，但這裡有一個問題，青藏高原所在地幾乎沒有人煙，而且生態極其脆弱，地形又非常複雜，地熱利用極為困難，比如青海共和盆地在3750米處發現溫度在275度的乾熱巖資源但卻難以大規模利用就是這種尷尬境地！

淺層地熱資源幾乎都集中在西藏，當然如果技術上能輕鬆突破10千米的話，那麼全國可利用的地方就多了！有資源的地方不好利用，即使用了輸電成本也極高，而東南沿海又沒有淺層地熱資源，這就是在現代技術框架下受到嚴重製約的地熱利用現狀。

  • 冰島地熱利用

全球地熱利用最普及的國家是冰島，也是國際能源署所統計的國家中可再生能源佔比最高的國家，2014年，一次能源使用量的85％來自本地可再生能源，其中66%是地熱。也就是說50%左右的能源即來自地熱。冰島的電力系統已經完全是可再生能源發電，來源是水電和地熱發電，風電佔比忽略不計，燃油發電機僅僅以數字告訴大家它還存在。

簡單的說假如全球石油煤炭供應中斷，估計只有冰島能活下來哈！主要原因是冰島整個國家都處在熱點之上，冰島的火山多就是證據，當然他們也得擔心火山噴髮帶來的巨大影響，比如冰島的埃亞菲亞德拉冰蓋火山在2010年4月14日開始大規模噴發，火山灰迫使歐洲多國關閉機場，航空業遭重創。這座火山在同年5月初再度劇烈噴發，導致歐洲多國機場再次關閉！

2010年冰島埃亞菲亞德拉冰蓋火山噴發

太空拍攝的2010年冰島埃亞菲亞德拉冰蓋火山噴發

好吧，冰島獨家享受地熱資源，後果卻得全球承擔，這未免太便宜他們了是吧！

地球內部的熱量來自哪裡？真的用不完嗎？

地球內部的熱量有兩個來源，一是引力坍縮能，這是繼承於地球形成的時期的熱量，二是放射性物質的衰變，前者佔總量的20%，後者佔總量的80%，當前地球歷史已經走過46億年，即使半衰期最久的放射性物質也早已過半，因此在未來地球的產熱機制將會逐漸退化，而且由於內核也在向地表散發熱量，因此未來地核會逐漸變冷！

時間需要多久呢？大約還有二十幾億年才會導致未來地球的溫度將再也無法提供流動產生磁場，簡單的說未來地磁場會消失，提供保護作用的磁場消失會對地球生命產生嚴重影響，比如高能粒子可能會直達地表，也能碰撞大氣使其加速逃逸。

我們利用地熱會加速地核變冷嗎？答案是肯定的，但就像太平洋裡舀幾瓢水用用，根本不會影響太平洋啥時候乾涸，即使要幹也不是你這幾瓢水導致的。所以地熱能還是大有可為的，更不需要擔心地球被折騰冷了。

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。
  • 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？
    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？
  • 地球的磁場可以用來發電嗎?
    那麼，問題來了 地球作為一個巨大的磁鐵 我們可以利用地球的磁場發電嗎？ 由於水的表面張力，毛巾中的縫隙也可以儲存水分，可以從毛巾中擰出來的水就來源於此，此時仍然會有部分水分以結合水的形式儲存於毛巾中，可以通過曬太陽來去除這一部分水。
  • 地球的磁場可以用來發電嗎?|No.184
    >地球作為一個巨大的磁鐵我們可以利用地球的磁場發電嗎？By GUOmazing4Q可不可以利用地球的磁場發電？1992年美國「阿特蘭蒂斯」航天飛船進行過一次利用地球磁場發電的實驗，在距離赤道約3400km處發射一枚衛星，之間通過一根約20km的金屬繩連結，在飛船航行過程中進行切割磁感線運動，產生了約3A的電流。所以說利用地磁發電是可行的，但是實現有效率的轉化還是很遙遠。
  • 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！這是行星成長過程中的必經之路2、放射性衰變地球內核的另一個重要來源是放射性衰變，可能有朋友對放射性衰變並不十分了解，但肯定知道嫦娥四號所攜帶的核電池！核電池也稱同位素電池，利用的是放射性材料衰變，利用溫差發電或者電離氣體或者直接收集帶電的高能粒子等獲得電能！但地球內部並不需要發電，但它產生了地球內核高溫的大部分熱量！
  • 地球形成幾十億年,為什麼地下還有熔巖,地心高溫永不消失?
    十九世紀的科學被兩個大難題給困住了，一個是太陽是為什麼一直會發光發熱，另一個就是地球的年齡，現代中學生都能回答的問題，實在把當年科學家給害慘了！很多朋友可能很奇怪，這地下的熔巖和太陽的燃燒原理與地球的熔巖有啥關係？你別說，還真有關係，而且還是環環相扣！太陽到底是怎麼發光的？
  • 如果太陽光不需要用任何時間到達地球日出時間會提早嗎?
    我們可能都不會想起，太陽距離地球那麼遙遠，太陽光從太陽到地球要經過8分鐘到時間。如果早晨我出發上學的時候，一束光線也從太陽出發，那麼我和那束光線就會同時到達學校了，因為我去學校也正好需要花8分鐘的時間。
  • 鹽也可以用來發電!
    鹽也能用來發電，聽過的人恐怕不多。利用海水鹽差能發電生活在海上的人可能十分厭煩苦鹹的海水，但事實上海水本身有很大的能量，能夠發電。將能量轉換能夠為人們造福。當兩種含鹽度不同的海水被一層只能通過水分而不能通過鹽分的半透膜分隔開來的時候，通過這個膜會產生一個壓力梯度，兩邊的海水就會產生一種滲透壓，從而促使水從濃度低的一側通過半透膜向濃度高的一側滲透，使濃度高的一側的水位升高，直到半透膜兩側的鹽濃度相同為止。滲透壓鹽差能發電系統便是利用這種水位上的落差進行發電。
  • 地球內部有個小太陽，即將為人類發電，採暖
    但地球內部有些天然資源，例如：煤炭、石油、天然氣等都在平均只有十幾公裡厚的地殼內，屬於不可再生的一次能源，有朝一日終會枯竭。然而，地球是一個有生命的星球，運動體系不停地運轉，規律嚴謹，構造精密。這個火球內部有著和太陽一樣的物質成分，而且存在著一個核反應區，在高密度和高壓力的作用下連續不斷地發生核聚變，因此產生了幾千度的高溫。這種高溫在地幔上部的軟流層形成巖漿，這種熔巖有時會在地殼薄弱的地帶噴發出來，就形成了地面上常見火山爆發。
  • 美國每年上萬名嬰兒因高溫提早出生
    美國每年上萬名嬰兒因高溫提早出生 2019-12-03 08:28:48 來源：科技日報  |  作者：張夢然 | 字號：A+美國科學家發現，高溫天氣會導致當天的分娩數量增加，而有些分娩甚至提早了兩周。研究人員提醒，到本世紀末，這一情況預計還將持續下去。氣候變化造成孕婦暴露於高溫天氣的情況增加，可能會損害嬰兒健康，但這種威脅的程度一直沒有文獻記錄。研究人員認為，妊娠期較短與嬰兒日後的健康和認知狀況不佳有關。此前有研究顯示，高溫天氣會導致分娩加快、妊娠縮短。
  • 電力奇特發電大賞,你都見過哪些奇特的發電方式?
    空氣發電技術最早來自德國 在20世紀70年代 德國工程技術人員找到了一種儲存空氣的好辦法 這個辦法就是在地下建一座大型儲氣站 再利用空氣壓縮機將空氣進行壓縮儲存 等到需要時再打開閥門
  • 電力科普丨打開眼界，奇特的發電方式
    空氣發電技術最早源自德國，在20世紀70年代德國工程技術人員找到了一種儲存空氣的好辦法，這個辦法就是在地下建一座大型儲氣站，再利用空氣壓縮機將空氣進行壓縮儲存，等到需要時再打開閥門，由高壓空氣推動渦輪機發電。如果在空氣排放前用燃氣加熱，那樣空氣發電的效率會更高。
  • 外星人就在地下？如果地球是空心的，會存在地底文明嗎？
    哈雷認為，地球內部的大氣層是會發光的，從兩極地區漏出來的內部大氣形成了極光。在這個地底世界中居住著一群擁有先進科技的人型生物，這些神秘人告訴拜爾德，這個地下世界名為「阿里亞尼」。原本他們並不願意與外部世界的人接觸，日本的兩顆原子彈爆炸之後，他們意識到外部世界的人們所掌握的這種武器極有可能毀滅整個地球，於是便派出飛行器與地上的一些國家進行交涉，但未得到回應，他們還說：如果人們使用原子武器，地上世界很可能會走上毀滅的道路，那時人類將再次進入黑暗時代。
  • 80年代科幻小說,認為地球內部存在地下世界,這個推論真實嗎?
    80年代科幻小說，認為地球內部存在地下世界，這個推論真實嗎？地下世界也就是所謂的地心世界，科學家那時候推論，早在恐龍文明之前，雖然地球遭到了一次又一次的大危機，地球其實有一個逃生通道，也就是所謂的地下世界，很多的物種在大災難來臨之前都紛紛的躲到了那裡。
  • 日本研發新型地熱能電池 無需高溫也能有效發電
    相較於太陽能與離岸風電，地熱是較為冷門的再生能源系統，這可能是因為開發難度跟成本較高的原因，而現在日本科學家讓地熱更加親民了，他們研發出「地熱電池」，可直接將熱能轉換成電力，不再需要經過蒸氣來發電。地熱發電跟蒸汽發電原理類似，首先透過鑽井技術將地下高溫泉水及高壓蒸汽取至地表，推動渦輪機發電後，泉水再回灌地下重新加熱，終而復始，雖然說地熱穩定，可以當作基載電力，也不需要燃料與鍋爐，運轉成本較低，但是前期的探勘、鑽井成本非常昂貴，也需要超過180°C的工作環境，開發難度高。
  • 網友問:「熱」可以發電,那麼「冷」可以發電嗎?
    目前全球的電能，絕大部分來自熱力發電廠，「熱」可以發電是一個基本常識，於是有人會問了，既然「熱」能發電，那麼「冷」可以發電嗎？這其實是一個常識誤區，熱和冷本身並不是指能量，而是描述物體溫度的相對高低，比如我們說70℃的水是熱的，其實是相對於常溫水而言，而常溫水相對於零下20℃的冰又是「熱」的。
  • 地下熱水是一項很重要的資源,對工農業生產上的作用是很大的
    這就不難看出，地球蘊藏著豐富的熱能資源。地下熱水，就是地熱的一種表現形式。地下水的主要來源是大氣降水，當來自大氣的降水落到地表並向地殼深部滲入過程中，就被地球深部的熱逐漸地加熱；有的地下水向下滲透不深，就遇到了近期火山和巖漿活動的地區等局部熱源被加熱，這都會形成地下熱水。由於大氣降水的不斷補給，地下熱水是源源不絕的。
  • 「地下超級鍋爐」可發電供暖
    「這就好比在地下數千米深處建了一個『地下超級鍋爐』，『燃料』即是乾熱巖中的熱能，『鍋爐』產生的蒸汽通過數千米的管道自發流向地面，之後凝結所釋放的熱能就可用來發電、供暖，從而實現中深層地熱資源的高效利用。」試驗結果顯示，採用該技術在地下取熱段巖石平均溫度為119℃的條件下，地面獲得了溫度最高達90℃的飽和水蒸氣，持續採熱功率接近200千瓦。
  • 人類最終會榨乾地球的能源嗎？數據證明了結果
    人類最終會榨乾地球的能源嗎？隨著社會的發展，人類的生活品質在逐漸提高，然而伴隨而來是環境的破壞，資源的消耗。自人類科技文明誕生以來，地球能源一直處在消耗狀態，這個趨勢在未來日益明顯。那麼地球能源最終會被人類用完嗎？
  • 漲知識丨閃電能用來發電嗎？
    經歷了兩年多的投稿經歷，小編已然文思枯竭，每次看到交稿排序表，心情猶如五雷轟頂，就像是上了斬妖臺的孫猴子，面前站了雷公電母一個勁的噼裡啪啦…說到這裡，小編突然想到：我們現在使用水力發電、風力發電，把大自然的能量轉換成電能，中間可有能量損耗不少的轉換過程