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按月配资 超临界地热发电:无限希望还是遥不可及的梦想?

发布日期:2024-09-15 14:00    点击次数:97

尽管超临界地热发电被寄予厚望按月配资,可能成为满足人类数百万年能源需求的方案,但实际实用性如何呢?根据美国勒克斯研究(Lux Research)公司的Karthik Subramanian的最新分析,其可能性或许介于微乎其微和几乎不可能之间。

初看之下,地热能似乎是一种理想的能源形式:它不仅环保,且地球内部蕴藏的热量足以为人类文明提供动力,至少在可预见的未来是这样。你只需深挖地下即可开发。

而所谓的超临界地热更是引人注目。传统的地热系统通常在火山活动区或温泉区钻孔,通过向地下注水后提取蒸汽或安装热交换器在封闭管道中循环加热水来利用热量。

这种方案虽可行,但建设成本高昂,而且全球只有极少数地区具备条件。由于只能达到约200°C的温度限制,这类发电厂的能量输出被限定在5兆瓦。

实际上,这意味着地热发电仅占全球发电量的0.5%,且年增长速度不会超过3.5%。

超临界地热将这一概念推向新高度,目标是在地表附近2公里深或更深至20公里处的炎热地核。在那里,极端的温度和压力使水加热到373°C以上,压力超出220巴,水处于过热状态但无法气化,其能量储存是普通水或蒸汽的4到10倍。

换句话说,一个超临界地热发电厂的产能可达50兆瓦,相当于42口常规地热井的产能。理论上,只要找到岩浆袋或足够深的位置即可挖掘超临界热。

这听起来颇具吸引力,但实际上这是一项巨大的工程挑战,对钻井技术和材料提出了极限要求。钻孔不仅要极深,还必须能抵抗压力、气体和腐蚀作用,这些都可能迅速摧毁任何传统钻机。然而,还有更为艰巨的问题。

要到达超临界层,必须穿过所谓的脆性-韧性过渡区(BDTZ)。简而言之,在这一区域,岩石因受到深度温度和压力的影响而性质改变,由脆变柔韧。想象一下花岗岩如橡皮泥般塑形,你就明白了。

问题在于,BDTZ的性质并不统一:上层仍脆,底部则呈塑性,中部是两者混合。这使得穿透这些层非常困难,需极大努力却收益有限,钻头和其他设备难以胜任。

Subramanian指出,要穿越BDTZ,须详细了解钻井区域以寻找贯穿整个区域的脆点——如果有的话。这也意味着要直接面对地下喷出的高温和腐蚀性火山气体,包括硫化氢和二氧化硫。

事实表明,这些问题不仅是难题,而且按现有技术可能无法解决,意味着超临界地热发电的梦想或许只是幻想。

Subramanian表示:“超临界地热离商业化还很远。其可行性将依赖于钻井方法、数字资源建模和材料开发的进步,以利用这些资源进行发电。尽管潜力巨大,但由于固有的技术难题,超临界地热不太可能在能源转型中发挥主导作用。除非解决了这些技术问题,否则超临界地热只在火山或构造活动较浅的地区具有经济可行性,除非新的深层地热钻探方法能够证明其有效性。”

深层钻探的问题可能意味着,超临界地热可能仅限于冰岛或环太平洋火山带等特定地区。不过,麻省理工学院和剑桥大学支持的Quaise初创公司开发的技术或许能够克服BDTZ的难题,该公司计划使用粒子束破坏、熔化和蒸发有害的塑性岩石层。

这项技术的效果如何按月配资,只能通过时间和努力来验证。