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只需钻入地下几千米就有无穷能源!为啥没人干呢?!--

2023-01-04 08:46  阅读量:6197   来源:快科技   

自从人类学会使用化石能源以来,围绕这些能源的纷争就从未停止过,因为大家都知道这是一个不可持续的生意,只会越来越少被使用。

众所周知,我们现在使用的化石燃料是亿万年前原始植物储存的太阳能这些燃料的储存效率极低,周期极长

即便如此,伴随着开采技术的发展,这些只有化石燃料才能满足人类长期的能源需求。

其实我们现在用的能源大部分来自太阳能,或者只能靠天气吃饭。

比如风能,其本质是地球大气层接收太阳能不均匀mdashmdash加热不均匀造成大气膨胀,产生风,

水电,其实就是把水的势能转化成电能,但这个势能本来就是太阳能给的水吸收太阳能并将其转化为水蒸气,然后将其转移到高处

当然,有两种能源技术是完全不受太阳限制的,即核能和地热能。

如果要问这些重核的能量从何而来,那么答案还是恒星准确的说,是超新星爆发产生的极端能量,让更小的元素融合成更重的元素

但重点不在于这些核电的初始能量从哪里来,而在于我们需要像化石能源一样开采含有铀等高质量原子的矿石,这意味着它不是特别可持续。

唯一剩下的就是地热能了,绝对是地球最宝贵的财富它在地球深处,蕴含的能量可谓取之不尽,用之不竭。

可是,你也看到了,很少有人去挖掘这块巨大的蛋糕为什么

地热能从哪里来。

从各地的火山不难发现,地球内部是很热的现有的采矿和钻井经验告诉我们,每深入地表32米,地温就会上升1℃

现在科学家普遍认为,如果到达地核,其温度将达到5000℃到7000℃之间,远高于太阳表面的温度。

重力与行星的形成有部分关系早期太阳系的物质相互吸引,所以逐渐凝聚成更大的行星

当物质逐渐沉入地核,动能在相互摩擦中释放能量,导致早期地球的热量被完全整合。

经过几千万年的冷却,地表逐渐失去温度但从现在的地热梯度来看,不难发现地球的热量还在流失

知道地球已经形成46亿年了,为什么地球内部还这么热。

显然,仅靠重力产生的初始热量是不够的。

早期地球处于熔融状态时,大部分较重的元素会下沉,而大部分较轻的元素会浮到地表,于是很多放射性元素在地核积累,这些元素不断衰变,持续加热地球内部。

同时,地球很大,物体越大,其保热能力越好,因为其表面积小于体积。

因此,像火星和月球这样较小的行星内部没有多少热量,但地球仍然充满活力。

地热能被人类利用多久。

如果地核的大部分热量来自放射性元素,那么地热能是可再生的,至少在50亿年后太阳膨胀成红巨星毁灭地球之前,地核不会冷却。

即使地核的温度不依赖于放射性元素的持续升温,如果把7000℃的铁和岩石降低到100℃,其释放的能量有10%被人类利用,就足够人类使用170亿年,比太阳系的存在还要长。

其实地热能的储量很难估算,但有团队给出了地球表面平均热流约为82 MW/m2,相当于总功率约为4200万MW。

照片:冰岛地热发电站

到2020年底,中国电力总装机容量为22亿千瓦,也就是说,地球热量损失的功率是中国的19倍。

如果投入世界,估计仅地球热量的自然损耗就足够全人类使用了当然,全球发电量大概还没有中国的19倍那么多

另外,我还在一个关于地热能的网站上看到,地核现有的热量,只有0.1%就能满足人类200万年的能源需求总量。

总的来说,人类如果能利用地热能,就真的不会为能源发愁,更不会因为能源引发纠纷。

但是,为什么那么多人到现在还发展出这么好的能量。

照片:已知最古老的温泉

开发地热能会怎么样。

其实地热能的利用一直都有,甚至在原始社会就有最典型的是温泉自古以来,人们喜欢在温泉周围洗澡和做饭

目前地热能的利用主要体现在两个方面,一个是供热,目前70多个国家都在做,一个是发电目前,只有26个国家拥有这项技术

当然中国也是其中之一,但是我们国家在地热能利用方面还是比较落后的,所以可能会比较陌生。

事实上,除了菲律宾,冰岛和萨尔瓦多,其他国家使用地热能的比例都很小即使是占全球地热能开发29%的美国,他们的地热发电装机容量也只相当于其总装机容量的0.3%

很少有国家愿意开发这种取之不尽的能源,原因当然是没有想象中那么容易。

如果我们在挖煤,我们可能可以在55到90米的深度开采它,

如果是石油,在900米左右就能有不错的收获甚至更深的油田,只需要把油挤出来就行了

但是,地热能不一样对于大部分地区来说,2000米的深度可能不会引入,深的地方还是要做裂缝

如果要利用地热能,其实技术上和利用mdash其他能源差不多mdash简单来说就是烧水

前面说过,几乎每挖32米,地球的地热梯度就会上升1℃要达到100℃的高温,至少要挖3200米深

其实要把水烧开,输送到地面,100℃的高温远远不够可能200℃还不够,需要继续深挖

虽然几万米对地球半径来说不算什么,但以人类现有的技术,挖这么深并不容易,不然成本会很高。

但好消息是,在一些地方,它可以在不太深的情况下获得良好的温度,如火山口附近的mdashmdash很多地热发电站都离火山口不远,这也是为什么在菲律宾,冰岛等国家,地热能占了那么高的比例。

除了成本高,开采地热能最危险,还容易引发地震。

这是因为地热能开发至少需要挖两口井mdashmdash一口井水淹,一口井水淹,就要水力压裂打通两口井这个过程和后续的注水过程都容易引发地震

另外,地热能开发虽然只是简单的烧水,但实际上并不完全干净这是因为钻井也会导致碳从地球内部泄漏到大气中

总的来说,地热能的开发技术要求高,成本高,自然灾害风险大,而且不完全清洁。

所以地热能对人的吸引力显然不是太高,即使还有很多能源可以轻易获得。

当然是好未来能源,,可能是我们的后路。

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