被遗忘的清洁能源
——地热能
你泡过温泉吗?你享受过廉价而又绝对环保的供暖、供热吗?你知道欧洲的冰岛的首都雷克雅未克之所以有“无烟城市”之称吗……这些其实都与一种曾被人们遗忘的清洁能源——地热能有关。
何为地热能?简单地说,就是储存在地球内部的热能。我们知道 ,地球本身就是一个大的“核反应堆”,地球内部物质不停地进行着放射性物质的衰变,即“核反应”,衰变产生的热量使得地球内部的温度高达7000℃。而在80至100公英里的深度处,温度会降至650至1200℃。透过地下水的流动和熔岩涌至离地面1至5公里的地壳,热力得以被转送至较接近地面的地方。高温的熔岩将附近的地下水加热,这些加热了的水zui终会渗出地面。地球正是通过火山爆发、间歇喷泉和温泉等途径,源源不断地把它内部的热能通过传导、对流和辐射的方式传到地面上来。其实地热与地震、火山活动都是地球内能的释放形式,只不过地热是地球内能释放的缓慢形式,而地震、火山活动是地球内能释放的剧烈形式。这就好比一个母亲生了几个儿子,有的性格温和,而有的性格刚烈。也正是由于地热能的“低调”和“淡定”,所以常被人们冷落,甚至遗忘。
从环境保护来看,地热首先是一种非常洁净的能源。运用地热能zui简单和zui合乎成本效益的方法,就是直接取用其热源,并抽取其能量。在这过程中,地热既不会污染环境也不会向大气中排放二氧化碳等温室气体。产业革命以来,尤其是二十世纪以来,由于石油、煤炭等化石燃料大量使用,不仅环境污染日趋严重,而且温室效应也越来越明显,世界各国纷纷把目光转向既洁净又低碳的新能源,地热能当属首选之一。近年来发达国家对地热的开发和利用的热情愈来愈高,有的并已经获得了较好的经济效应和环境效应。利用地热进行供暖,既能缓解能源压力,同时又将很大程度地减少由燃油和煤炭供暖所造成的空气污染。冰岛人早在1928年就在雷克雅未克建起了地热供热系统,经过80年不断地钻探、扩建,并采用zui先进的技术,如今已在全市铺设了370英里长的热水管道,为居民提供热水和暖气,也为不多的一些工业提供能源,因此这里几乎没有污染,是真正的“无烟”和“低碳”城市。又如,德国目前是全球利用风能zui多的国家,风力和太阳能发电已经迅速的发展,但基于环保因素的考虑,德国又在积极开发地热资源,并大力兴建地热发电站。研究表明,利用地热发电的总潜力相当于德国年需电量的600倍,另外还有相当于需求量1.5倍的供暖潜能。而核电发展程度很高的法国也在根据热干岩石的原理建造发电站,并生产出巨大的电能以满足经济发展与生活的需求。
地热不但是无污染的清洁能源,而且是可再生的能源,只要热量提取速度不超过补充的速度。据估计,每年从地球内部传到地面上的热能相当于100PW.h,地表下10千米以内的地壳储存的热能是全球所有石油和天然气储量的50000倍。在某些地区地热能能成为常年可再生能源,是家庭采暖的高效方式。
与风能和太阳能相比,地热能还具有稳定可靠,且不受天气影响,发电成本低等优点。根据地理结构的不同,地热能的长期成本有可能低于煤炭,一旦确定了地热位置,并修建了发电涡轮机,其发电成本几乎为零。
从安全角度来看,地热能更是一种非常安全的能源。日本大地震引发的核危机引起了人们对核能安全的担忧,多国今年爆发反核能示威。日本此次核泄漏事故将使各国的目光“自动”转向更安全的能源。日本其实是继美国和印度尼西亚之后的第三大地热能大国,但过去除了使用温泉外,日本似乎还没有任何开发计划。核危机后,日本应该向冰岛学习,以地热电站和温泉结合,充分利用地热资源。
当然地热能也不是十全十美的,受地质条件的限制,地热资源的分布是极不平衡的,换言之,不是地球上所有地方地热资源都丰富。经勘探表明,全世界的地热带主要有下面四个:
(1)环太平洋地热带
(2)地中海——喜马拉雅地热带
(3)大西洋中脊地热带
(4)红海——亚丁湾——东非裂谷地热带
我国的地热资源非常丰富,分布广泛,已有5500处地热点,地热田45个,地热资源总量约320万兆瓦。在我国大陆区地热资源分布丰富的地区有西藏、云南、广东、河北、天津和北京等地。
人类很早以前就开始利用地热能,例如利用温泉沐浴、医疗,利用地下热水取暖、建造农作物温室、水产养殖及烘干谷物等。但真正认识地热资源并进行较大规模的开发利用却是始于20世纪中叶。地热能的利用可分为地热发电和直接利用两大类。据美国地热资源委员会(GRC)1990年的调查,世界上18个国家有地热发电,总装机容量5827.55兆瓦,装机容量在100兆瓦以上的国家有美国、菲律宾、墨西哥、意大利、新西兰、日本和印尼。近年来,国外对地热能的非电力利用,也就是直接利用,十分重视。地热资源已广泛地应用于工业加工、民用采暖和空调、洗浴、医疗、农业温室、农田灌溉、土壤加温、水产养殖、畜禽饲养等各个方面,收到了良好的经济技术效益,节约了能源。我国地热直接利用,也已位居世界第二,仅次于美国。我国拥有150℃以上的高温温泉区近百处,集中分布在藏南、滇西和川西地区,成为我国开发利用高温地热能资源zui有远景的地区。著名的羊八井地热田是我国兴建的第yi座地热电站,自1977年9月建成试验发电以来,目前装机容量已达25.15MW,占拉萨电网总装机容量的41.5%,在冬季枯水季节,地热发电出力占拉萨电网的60.0%,成为其主力电网之一。
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