书城科普给人类的恩赐
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第29章 利用潜力巨大的地热

地球上火山喷出的熔岩温度可高达1200℃~1300℃,天然温泉的温度大多在60℃以上,有的甚至高达100℃~140℃。这说明地球是一个庞大的热库,蕴藏着巨大的热能。

地球每一层的温度是不相同的。从地表以下平均每下降100米,温度就升高3℃,在地热异常区,温度随深度增加的更快。我国华北平原某一个钻井钻到1000米时,温度为46.8℃;钻到2100米时,温度升高到84.5℃。另一钻井,深达5000米,井底温度为180℃。根据各种资料推断,地壳底部和地幔上部的温度约为1100℃~1300℃,地核约为2000℃~5000℃。全球地热能的潜在资源,相当于现在全球能源消耗总量的45万倍。地下热能的总量约为煤全部燃烧所放出热量的1.7亿倍。

冰岛的地热资源非常丰富。6000多万年前,北大西洋向北延伸并展宽,洋底的裂谷于5000多万年前伸进北冰洋底,从而把格陵兰岛与欧洲的联系隔断。冰岛则是在1500万年前由海底玄武岩喷发而成,作为大西洋中脊上的一个岩浆喷发热点,冰岛的火山活动至今仍很活跃。在冰岛10多万平方千米的国土上,有30座活火山,平均每5年就有一次较大规模的火山爆发;冰岛1/9的国土被喷出的火山熔岩所覆盖,境内地震频繁,温泉处处,真可谓是一片“水热火深”的土地。

冰岛首都雷克雅未克的居民已多年不用煤和油取暖了。从1928年起他们就开采地热。现在冰岛人口中约有1/2依赖于首都的热水供应系统,当地的地热发电能力为500兆瓦,这相当于一个大型火力发电厂,每年可供电约30亿千瓦小时。

产生地热能源需要两大要素:发热的岩石和滚烫的水。在冰岛,这两者都具备,而且很丰富。由此派生出地热利用的两种模式,一种是直接将地下热水抽出,另一种是向地下有热岩的地方注入冷水,利用热岩加热冷水,再把热水从另一处抽出。前一种方式较省事,但地下热水中含有多种腐蚀物,对供热管道的腐蚀极大,如无有效措施事先加以防治,这种地热利用是不会长久的。后一种方式虽然腐蚀问题不严重,但是,很难掌握地下那个巨大的“加热炉”(即热岩)的运作。总之,不论哪种方式利用地热,都涉及到要拥有先进的科学技术和工业基础。