研究人員不僅有能力在火山內(nèi)部鉆井,還可以開發(fā)熔巖中所蘊含的熱量,從而獲得更高的能量。
地核就像是一座核反應(yīng)堆,通過分解放射性元素(諸如鈾、釷、鉀)來釋放熱量??茖W(xué)家早在數(shù)十年前便已經(jīng)能駕馭這股熱量——通過地?zé)峋疄闇u輪機提供能量。但現(xiàn)在,研究人員不僅有能力在火山內(nèi)部鉆井,還可以開發(fā)熔巖中所蘊含的熱量,從而獲得更高的能量。如果將現(xiàn)有的地?zé)峋坑眯录夹g(shù)替代,可供人們利用的可再生能源總量將增加30%。
科學(xué)家嘗試開發(fā)巖漿中所蘊含能量的這一奇思妙想來源于2次“意外”。第一場“意外”發(fā)生于1985年,一隊在冰島鉆地?zé)峋墓と嗽庥隽艘粓鲇筛邏赫羝l(fā)的爆炸,這場爆炸非常突然且難以控制??茖W(xué)家認為,這股高壓蒸汽源自一處蓄水層,該處的壓力極高使得水開始沸騰,但水卻無法充分膨脹轉(zhuǎn)化為水蒸氣,因此只得保持液體狀態(tài),當達到222個大氣壓、溫度在374℃或以上時,水將達到這種“超臨界狀態(tài)”,處于這種狀態(tài)下的水蘊含著極強的能量。一旦氣壓降低,水流將噴射而出。
美國加州大學(xué)河濱分校名譽教授、地質(zhì)學(xué)家Wilfred Elder說:“我們希望開發(fā)利用這股能量,一座普通的地?zé)峋軌虍a(chǎn)生5~10兆瓦的電能,而‘超臨界地?zé)峋?rsquo;產(chǎn)生的電能將達到前者的10倍。”
第二場“意外”發(fā)生于2009年,冰島深鉆工程(IDDP)在鉆探理論中可行的“超臨界流體井”時不小心沾到了巖漿,熔巖將鉆探設(shè)備熔毀。但鉆探小組意識到強烈的熱能可以提高鉆井的產(chǎn)能。溫度越高,水就越容易進入“超臨界狀態(tài)”,而灌入鉆井的巖漿溫度超過900℃。
要想利用熔巖生產(chǎn)能量,工人并不需要直接在熔巖上鉆井。相反,他們可以在熔巖附近溫度較低的地方鉆井,然后利用蒸汽為渦輪機充能;還可以通過注水人為地產(chǎn)生蒸汽。盡管“超臨界地?zé)峋?rdquo;的利用受到地理因素和耐熱材料的制約,但研究者在2011年成功在熔巖上方鉆井,雖然那里的溫度只有500℃,但其電力產(chǎn)能依然達到35兆瓦。這也是研究者首次證明建造一座有熔巖“助威”的“超臨界地?zé)峋?rdquo;是可行的。
并未參與該研究的約翰霍普金斯大學(xué)地球與行星科學(xué)系教授Bruce Marsh說,他很看好地?zé)峋木薮罂茖W(xué)價值。Marsh指出,巖漿是一個很有挑戰(zhàn)性的研究領(lǐng)域。
責(zé)任編輯: 江曉蓓