谷歌助力開發(fā)地熱能源
澳大利亞政府和美國谷歌公司旗下的慈善組織Google.org相繼宣布投入專項巨資，致力于開發(fā)當?shù)氐牡責崮茉。這看似是一個巧合，然而毫無疑問，雙方的行動表明，人類地熱能源的大規(guī)模開發(fā)利用即將展開。
位于意大利南部西西里島的埃特納火山(Mount Etna)，是有史以來噴發(fā)歷史最為悠久的火山。至今，從山頂上分布的幾條大裂縫依然可以看到其中炙熱巖漿的翻滾。入夜，火山孔道里的熊熊烈火映射在煙云上，這種景象也許使人心驚膽戰(zhàn)，但是對現(xiàn)在的滿世界尋找新一代能源的科學家來說，埃特納火山所蘊含的地熱，正是他們所中意的自然資源。
根據(jù)英國《衛(wèi)報》的報道，就在本月中旬，澳大利亞政府和美國谷歌公司旗下的慈善組織Google.org相繼宣布投入專項巨資，致力于開發(fā)當?shù)氐牡責崮茉。這看似是一個巧合，然而毫無疑問，雙方的行動表明，人類地熱能源的大規(guī)模開發(fā)利用即將展開。
地熱——最理想的能源之一
在許多能源專家看來，地熱能源是新能源中的一只“潛力股”。地熱是來自地球深處的可再生熱能源，它產生于地球的熔巖漿和放射性物質的衰變。地熱能的利用可分為地熱發(fā)電和直接利用兩大類。這兩種利用方法，都不會產生二氧化碳等溫室氣體，以及二氧化硫等有害氣體。因此地熱和太陽能、風能等能源都屬于環(huán)保能源。同時，地熱能在世界很多地區(qū)都廣泛存在。根據(jù)美國地熱資源委員會(Geothermal Resources Council)在上世紀90年代初期的報告，美國、菲律賓、墨西哥、意大利等18個國家都已經開始利用地熱發(fā)電。不過，地熱的采集開發(fā)難度大、利用成本高，所以暫時還不能替代石油和煤炭。
然而，就像很多技術的發(fā)展過程中顯示出的規(guī)律那樣，只要投入資金，改進地熱的采集和應用的技術，就能改變地熱長期遭到“冷遇”的狀況。Google.org此次投資地熱的金額達到了1100萬美元，甚至高于美國政府今年在地熱能項目上的投資額度。Google.org 的氣候與能源部門負責人丹·賴希(Dan Reicher)甚至毫不留情地批評美國政府，“當美國還在辯論海上石油鉆探時，我們已專注于鉆探腳下的清潔能源——地熱。”
位于美國舊金山的新興企業(yè)阿爾塔巖石能源公司(Alta Rock Energy)獲得625萬美元，主要用于開發(fā)地熱的應用技術。位于加利福尼亞州紅杉市的波特·爵嶺(Potter Drilling)公司，主要負責開發(fā)地熱的硬質巖石鉆探技術，他們從Google.org的這筆投資中獲得400萬美元。另外，美國南衛(wèi)理公會大學(Southern Methodist University)地熱能實驗室也獲得近49萬美元的繪制北美地熱能儲量圖的捐贈。Google.org在援引麻省理工學院(Massachusetts Institute of Technology)一份研究報告時稱，2%的美國地表下的3公里至10公里之間的熱能，就已經達到了美國平均每年能源消耗量的2500 多倍。
澳大利亞政府對地熱能源的開發(fā)，撥款達到了5000萬澳元。有專家認為，即使澳大利亞在當?shù)貪摬氐牡責崮苤袃H僅利用開發(fā)其中的1%，也足夠生產供澳大利亞全國使用26000年的清潔電能。
EGS——地熱應用的核心技術
澳大利亞政府和Google.org大部分投資都不約而同地瞄準了增強型地熱系統(tǒng)(Enhanced Geothermal Systems，簡稱EGS)。其方法是對地下進行深層鉆探破碎“熱巖”，把水注入地下這些人工產生的、張開的連通裂隙帶中。水與巖體接觸后被加熱，這些高溫水產生蒸汽就可用于發(fā)電。這個概念本身模仿的是天然發(fā)生的熱水型地熱循環(huán)系統(tǒng)。該系統(tǒng)是目前全世界大約71個國家的商業(yè)生產電能和直接利用熱能所采用的系統(tǒng)。
建立增強型地熱系統(tǒng)的第一步是勘探、鑒別和確定最適宜的開發(fā)區(qū)塊。接著，使用足夠深度的孔鉆，探測巖體溫度，進一步核實與地熱資源相關的數(shù)據(jù)及相應的開發(fā)深度。如果鉆探遇到低滲透性巖體，則對其進行水壓致裂，以造成采熱所需的大體積儲水層，并與生產井系統(tǒng)實現(xiàn)適當?shù)倪B通。如果鉆遇的巖體在有限的幾何界限內具有足夠的自然滲透性，采熱工藝就可能采用類似于石油開采所采用的注水或蒸汽驅油的成熟方法。其他的采熱辦法，包括井下?lián)Q熱器或熱泵，或交替注入和采出的方法。
EGS電站在運行中沒有溫室氣體排放，土地使用適度，總的環(huán)境影響小，成本低廉，技術也較成熟，具有深度開發(fā)的潛力。
澳大利亞政府正準備制定一個自2011年起開始實施的國家減排計劃，目標是到2020年使用可再生能源達到澳大利亞2020年全部能耗的20%。為實現(xiàn)這一計劃，未來5年內EGS工程將迅速實施。一些成功的研究(勘探)和概念驗證工程，到2011年至少達10項；一些位于不同的地質構造中的地熱發(fā)電示范工程，到2012年至少達3項，地熱發(fā)電示范工程取得的巨大成功將使投資團體確信地熱能的潛能。到2030年，對EGS的需求至少達到全國總裝機容量的6.8%，到2050年將超過10%。
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