Magma Power:過熱的熔岩如何提供可再生能源通常在活火山附近發現地熱能。
埃里克加巴, CC BY-SA

冰島即將開採像熔岩一樣熱的水。 在地下數公里處,有一個名為雷神的鑽井平台 很快就會穿透 岩漿房周圍的區域,來自地球內部的熔岩加熱滲透到海底的水。 這種水 - 高達1,000°C並且含有腐蝕性化學物質 - 最終將通過管道輸送到地面,並將其熱量轉化為可用能量。

這是一項巨大的工程挑戰,也是一個可能迎來地熱發電新時代的挑戰。 世界各地現有的地熱項目需要將水加熱到低於300°C,那麼為什麼還需要額外的努力和費用呢?

答案很簡單:在極端溫度下的水存在於描述為“超臨界“它既不是真正的液體,也不是真正的氣體,並且能夠保留非凡的能量。 超臨界水可以產生高達 功率提高十倍 比傳統的地熱資源。

冰島是一個建立在130火山上方的國家 發散板塊邊界 從地下幾公里處的地幔中持續供應熱的,新鮮的岩漿。 冰島人已經利用這一點,現在通過它產生超過四分之一的電力 地熱,在表面的2km內獲得沸騰溫度的水。


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冰島深鑽項目 (IDDP)的目的是找出冰島地殼中4km以下深度發生的情況。 在2009中,他們在第一次鑽探期間意外地進行了鑽探 撞到了一個岩漿口袋,並最終穩定了系統創建 最熱的蒸汽 曾在地熱勘探中生產:450°C。

現在正在鑽探的第二個鑽孔旨在挖掘穿過雷克雅未克附近Reykjanes半島下方岩漿房周圍岩石的深層循環水。

跟隨火山

冰島提供的地熱財富的尷尬是不尋常的,但絕不是獨一無二的。 實際上,雖然該國在總能源份額方面擁有最高的地熱發電量之一,但它既不是最高的,也不是總地熱能力排名前五的國家。 事實上,排在前五位的國家可能會出乎意料。

世界上絕對最大的地熱發電廠是美國, 在3,450中具有大約2015 MW的容量,主要集中在加利福尼亞(一個典型的核電站產生約1,000 MW)。 接下來是菲律賓和印度尼西亞,分別為1,870和1,340 MW。 墨西哥和新西蘭分別落後於1,000 MW,而冰島(665 MW)排在第七位,落後於意大利(916 MW)。

火山是所有這些國家地熱資源的共同因素。 美國還利用了巨大的聖安德烈亞斯斷層帶及其通過地殼傳導熱量和流體的能力。

尋找完美的地熱站點

為了使地熱能夠成功,必須有熱量,必須能夠進入,並且必須能夠在周圍移動水。 這三個簡單的要求可能很難一起找到。

在這個星球的大部分地區,熱的材料太深,在經濟上無法觸及。 地殼的溫度通常會增加 每25km深度1°C; 對於地熱是經濟的,價值必須接近50甚至150°C / km。 這意味著你需要靠近地質上不尋常的東西:要么變薄的地殼(所以你更接近熱的地幔),要么像板塊邊界或火山那樣可以將熱量或岩漿引向地表。

如果滿足該條件,您仍然必須能夠移動水。 岩石並非完全相同,因為有些岩石可以讓水輕易地流過穀物之間的孔隙和邊界,而其他岩石更像是一道屏障。 如果水不能流入鑽孔,則無法將水帶到地面。

如果炎熱的地區沒有任何天然水,那麼工程師可以抽空一些。 然而,如果岩石阻止它流動和分散,那麼水將直接冷卻鑽孔周圍的區域,使其在地熱條件下毫無意義。

與黃金,稀土元素或良好的農田一樣,一個地區的地質可以控制這種寶貴資源的獲取。 擁有活火山的任何地方都可能受益於IDDP開創的高溫地熱勘探。 這包括太平洋周邊的每個國家 火圈 - 一個機會或許可以從火山點中獲取一些好處,這些火山點綴著他們的風景。

談話

關於作者

Pete Rowley,地球科學高級科學官, 英國樸次茅斯大學

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