本帖最后由 twq19810302 于 2023-5-6 10:02 編輯 * j4 W( ?+ k$ T3 {% z
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地球上其實還存在著一種無盡能源,就藏在地下!你知道是什么嗎?
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就目前人類常用的能源而言,如煤、石油、天然氣等,這些都被認為是不可再生能源。雖然很多國家不停地發現這些能源的新礦場,但人類文明還要延續下去,這些能源早晚會被開采殆盡。 6 b% E! k) c5 A& a
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那么有沒有一種能源能取之不盡用之不竭呢? 當然有,并且美國現在就正在開發這種無盡的能源,據悉如果大規模投入使用,人類可以23億年不用再為能源發愁! 這種能源就是地熱能源,是一種新型的清潔能源,能發電,能供暖,能提供飲水源,還能當醫療資源使用等等,用途非常廣闊。 - ?& O" D( {7 R3 Z0 ~$ L a+ C
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地熱——人類的無盡能源 眾所周知,地球的內部就像一個不停在燃燒的超高溫大鍋爐,因此地熱能源是可以再生的,它的來源是地球內部的巖漿及其他放射性物質的衰變。 地球的最里面是地核,地核是個碩大的鐵球,溫度有6000度之高,地核的外面覆蓋著一層滾燙的巖漿。 當地震發生時,地球內部的這些能量就會從地殼的裂縫中散發出來。雖然巖漿我們很少見,但天然溫泉很多人都見過,這就是典型的地熱資源。 ![]()
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地殼表面有一個恒溫層,我們市政的水管、天然氣管道等,就埋在這個位置,可以防止太陽暴曬導致的管道爆炸問題。 而過了恒溫層再往下走,就到了增溫層。 增溫層的溫度受地球內熱活動控制,并且深度越往下,溫度越高。大概深入地下15公里的樣子,隨著深度越往下100米,溫度就會增加3度。 0 x ^0 q! K/ A6 ?. s& c: m
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不過,根據地理環境的不同,地熱溫度的增加幅度也會有所區別。在地熱溫度有明顯增高的地區,我們把它稱為地熱異常區,這種地區就是最適合開發地熱能源的區域,比如地震火山帶。 以美國的黃石公園為例,這里就是開發地熱能源的好地方。黃石公園有地球上最大的火山口,公園里有10000多個溫泉,還有間歇泉、蒸汽池、噴氣孔等等自然景觀。 ![]()
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當然,除了美國,我國也有相對豐富的地熱儲量。目前我國已經探明的地熱能源在全球能源總規模中占7.9%的份額。如果換算成煤炭資源的話,相當于有4626.5億噸之多。 我國的地勢西高東低,中西部地區海拔升高,地勢明顯升高,就是因為這部分區域大多數屬于歐亞板塊隆起和沉降的地方,這里的地下就蘊含著豐富的地熱資源。 如何開發地熱能源? 不過,地熱資源雖是足夠的,但想要大規模地開發出來卻不是件易事。因為要開發地熱能源得往地表以下挖兩萬米,這不是件簡單的事。 - k1 m+ |. ^# X8 z, f
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1970年,蘇聯曾制定了一個挖穿地球的計劃,當時他們以為只是在地上鉆個洞一直挖就行了。結果,這個洞挖到1983年,挖到12000米時卻挖不動了。修整了一年后,蘇聯從1984年恢復挖掘計劃,又挖了10年,挖到1994年,這個洞的深度才新增了226米。這次,他們終于放棄了。 而在后來的石油勘探中,俄羅斯雖然使用了先進的鉆井技術,將位于庫頁島的薩哈林-1號油井挖到了15000米之深,創造了世界油田之最,但也沒能達到開發地熱能源的20000米深度。 而之所以如此,主要還是因為地表越往下走,巖石就越硬。 - v8 u; f/ k$ I
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地表的平均厚度有17千米,主要由巖石和風化物構成,挖開了表面稍軟的風化物,下面的巖石相當的硬。 而且,前文提到,地表到了增溫層,溫度會隨深度的加深而加深,就算擁有再堅硬的鉆頭,還要考慮地下的溫度問題,還有鉆頭與巖石摩擦產生的高溫問題。 不過此前,美國曾宣稱他們新發明了一種鉆頭,能在薩哈林-1號的基礎上再往下挖5000米,挖到能開發深層地熱能源的標準。 ![]()
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美國稱新發明能夠在俄羅斯薩哈林-1號的基礎上再往下挖 ; O9 z% Y% L3 V1 O% q- k. h
新型微波鉆井技術能夠開發地熱能源 2022年1月,英國的《每日郵報》發布報道稱,美國一家叫Quaise Energy的科技公司研究出了一種叫“波鉆”的微波鉆頭技術,能打破人類迄今為止的鉆井極限。 這是一款利用超聲波高頻旋沖技術來震碎巖石的鉆井方式,它與金屬鉆頭復合使用,當金屬鉆頭碰到挖不動的障礙物時,便啟動微波鉆頭,超大的功率就能遇神殺神。 而且由于微波鉆頭并未與巖石發生接觸,所以不會出現金屬鉆頭那樣的磨損和斷裂。不管挖多久,挖多深,都不用擔心鉆頭的更換問題。 % w4 T5 T; G. e6 W
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我們常見的鉆井方式是鉆頭旋轉爆破巖石,而超聲波高頻旋沖鉆頭就是在此基礎上增加了一個高頻沖擊作用,能將鉆頭的振動幅度提高到77.65%。 超聲波的頻率大于20000赫茲,方向性好,穿透力強,且傳播距離遠,我們生活中常見的超聲波應用是在醫學造影檢查上。當將其放在鉆井勘探技術上時,超聲波最大的作用是測距和碎石,它集中的聲能可以更有效地爆破堅硬的深層巖石。 據悉,目前Quaise Energy已經完成了三輪融資,其中最大的一次融資是4000萬美元。從這個金額可以看出,微波鉆探技術現在已經備受世界關注。 ![]()
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而Quaise公司也表示,他們將很快再次啟動地心探索計劃,將地熱能源開發提上日程。 我國的地熱能源應用 值得一提的是,雖然人類現在還沒能將地表挖到兩萬米深,但并非沒有開展地熱能源利用。 因為地熱資源不僅僅是深層的高溫熱能,還有中溫和低溫熱能。超過150度的叫高溫熱能,但沒超過150度的地熱資源也可以利用。 ![]()
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另外,陸地上也有很多容易獲取的高溫熱能,有像火山、溫泉、熱水湖、硫制氣孔這些地質構造的地方都可以獲取。 我國比較著名的高溫地熱田就有位于西藏的羊八井地熱田,位于云南騰沖的地熱田。因為西藏有很多地質斷裂帶和溫泉,騰沖有火山。還有我國的臺灣省處于環太平洋火山地震帶,也是高溫熱能利用率最佳的地方。 至于內陸深處,比如華北地區、京津地區的地熱田則是典型的中低溫地熱能源。 ' W3 [7 D" p2 w3 {) U0 S
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熱能的利用能帶來很大的經濟效益,我國也早已建立了地熱電站。例如羊八井地熱田建成于1977年,同年9月開始發電,至今已成為西藏地區的發電主力之一。 我國北方地區冬天的供暖很大一部分用的就是地熱采暖,對環境保護非常友好。中西部地區的農業種植、水產養殖等需要溫室孵化的,也采用了地熱能源,且效果顯著。 除此之外,地熱中的各種稀有元素還是國防、原子能、化工領域中不可或缺的原材料。 說不定,等到能鉆兩萬米深的微波鉆頭普及之后,地熱資源將一步改變目前的能源結構,讓人類擁有真正的無盡能源。 ) i+ e2 e3 w; s4 h9 S$ D
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