,通过地壳和岩石中的热量转化为能源,能够适用于供暖、发电和其他一系列应用领域。
地热能的来源主要有两个方面,首先是地球内部的自然热源,地球内部存在着大量的热量,这中间还包括地壳、地幔以及地球核心。
其次是太阳能的作用,太阳能通过地表的吸收和传导,部分被传导到地下,形成地热能。
地热能的开采主要有两种方法:直接利用和间接利用,直接利用是通过地热泉、地热孔洞或冷却水循环等直接利用地下的热能。
间接利用则是通过地热能发电,利用地热能产生蒸汽驱动涡轮发电机来产生电力。
地热发电是一种清洁、可持续的发电方式,不依赖于化石燃料,减少了温室气体的排放。
地热能的开采过程可分为勘探和利用两个阶段,首先是勘探阶段,该阶段常用的方法有地热勘探井和地热地球物理勘探等。
勘探井大多数都用在获取地下的温度和地热资源分布情况,地球物理勘探则通过地震、电磁和重力等手段获取地下的地热信息。
在勘探的基础上,选择正真适合的开采地点后,进行开采井的建设,接下来是利用阶段,通过钻井将地热能转化为能源,进行供暖、发电或其他应用。
地热能的应用十分普遍,在供暖方面,地热能被大范围的使用在住宅暖气和工业生产厂房等领域。
就比如说,在板块的交界处,由于剧烈的板块运动,会将地球内部的部分热能传递上来,从而形成丰富的地热资源。
日本就处于亚欧板块和太平洋板块的交界处,该国地热能资源富足,并且依托天然地热,形成特色的温泉产业链。
另外,不同深度的地热开采价值也是很不一样的,比如只有当地热温度大于200摄氏度的时候,才有发直接发电的价值。
在距离地面差不多130公里到160公里左右的地壳,温度就能达到650到1200摄氏度,越是靠近地面,温度也就越低。
然而,人类目前的技术钻到地下130公里几乎是不可能的,不过在2万米的地方也有较高的开采价值,并且此处的地层相对来说比较稳定,温度“适中”,可供人类大量发电。
虽说开采地热能并非易事,但由于前景广阔,成为许多国家重点研究领域,尤其是在可持续性方面,有着无可比拟的优势。
为何它能够用这么久呢?原因其实很简单,地热能源于地球内部放射性物质的衰变,过程中会释放大量的热量,这些放射性物质的半衰期时间都非常长,有些甚至能达到上百亿年。
因此,地球从诞生之初到现在就是一个不断冷却的过程,内部的温度会跟着时间的推移逐渐降低,最终变为一颗冰冷的星球,其形态也可能因为地心温度的消失而发生改变,这样的一个过程是相当漫长的,可能长达23亿年之久
美国人很早的时候就注意到了地热能的价值,不过因他们并不缺能源,所以没有重视起来,如今随着石油地位的下降,他们不得不考虑在地热能方面下功夫。
2022年,美国能源部宣布投资将近1.8亿美元推动地热能发展,而在4年前他们还提出了组建专门的地热部门专家联盟,斥资千万美元并陆续提供资金进行研究。
据计算,目前地热能在美国能源的结构中,占比不到1%,但如果经过有效开发,那么地热能将在2050年占据美国发电总量的8.5%。
这是因为,美国的地热资源十分丰富,其地热储量和发展前途在全球排名数一数二。
据计算,美国若能够将自己的地热能全部科学利用起来,那么未来能够完全满足国内25%的能源需求,再加上风能、太阳能等新能源,他们根本不用为能源犯愁。
截至目前,美国建立的热能发电站发电总量已超越了2200兆瓦,相当于四个大型核电站的发电量。
在未来美国只会慢慢的重视地热能发电领域,中国对此也应当作出实际行动,致力于拓展能源领域的发展趋势。