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地球内部温度很高,为什么不用内部的高温来发电?是不是更经济?

 第一电力 2020-06-27

那些位于地底980千米之下的高温物质本身,理论上应该也可以通过一些技术手段实现发电。但是,迄今为止,还并没有哪个国家、又或是哪个人可以完成这一能量转换过程。那么,地球地底下1000到6000℃的高温物质都处于什么位置,为什么我们人类无法将其利用起来转化为电能?


正常情况下的地热能源,我们所说的地热能源其实是指地幔以及地壳的热量,地慢热量可以轻松达到1000度以上,而地核甚至可以达到6000度。如此高热的能源我们根本就够不着,因为地幔以上的地壳平均厚度将近20公里,大陆地壳更是在35公里以上,虽然现在地质勘探技术已经非常成熟,但是要穿过这么远的距离还是一个技术壁垒,成本与风险都非常高。

地球内部之所以能保持数十亿年的高温,主要是因为地球内部的放射性元素发生衰变,持续释放了大量能量,将来还会持续数十亿年的时间。

那么我们能利用地球内部的热量来发电,然后解决人类的能源危机吗?比如在火山口建立发电厂,然后利用火山口的热能来发电。

一般来说,沿地层的深度方向,每增加100m,温度会升高1℃,不同区域会有变化,但幅度不大。要把地层地热资源带到地面,一般用水作为介质。所以,要到高温区域,超过100℃,可能要钻孔10多千米。钻孔深度越大,摩擦阻、扭矩要求越大,目前,钻到5千米已极为困难。同时,随着深度的增加,造价也程几何级数上升,经济上划不来。所以,现阶段,只有极少部分地热资源埋深浅的区域可能用来发电。

1、地热发电:

地热发电成本多数情况下比水电、火电、核电要低,设备的利用时间长,建厂投资一般都低于水电站,且不受降雨和季节变化的影响,发电稳定,可以大大减少环境污染。对于具有高温地热资源的地域,地热发电是地热利用的首选方式。目前地热电站利用的载热体主要是地下的天然蒸汽和热水。

2、地热采暖与制冷:

地热采暖初投资较高,但总成本只相当于燃油锅炉供暖的四分之一,无污染,可昼夜供热水。同时还可节省能源、运输和占地等,经济、社会效益明显,是一种比较理想的采暖能源。除用于生活取暖外,通常还可利用地热给工厂供热,干燥谷物和加工食品,作为硅藻土生产、木材、造纸、制革、纺织、酿酒、制糖等生产过程的热源等。我国利用地热供暖和供热水发展非常迅速,在京津地区已成为地热利用中最普遍的方式。

地热能是一种尽可能接近完美的可再生能源。它几乎不含碳,不排放大量有毒气体或产生放射性废物,不需要砍伐原始森林,不占用大量空间,由地球的自然热量补充。它也是目前可用的成本最低的发电来源之一。没有其他可再生能源能与地热能的优点相媲美。那为什么不扩大利用呢?因为一开始就没有太多。虽然风能和太阳能等可再生能源几乎在任何地方或多或少都可以开发,但高温地热资源只有在高热流量和有利水文条件同时存在的情况下才能找到,这些巧合只发生在少数几个地方,偶尔也发生在主要能源消耗中心附近。

理论上是完全可以的,目前的地热发电技术,就是对地热能的利用方式之一,地热发电没有火力发电那样的废物排放,也不像水力发电那样影响生态环境,地热发电可以说是非常理想的清洁能源之一。

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