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世界上深地熱發電井:井深5000米 溫度900度

更新時間:2018-08-07      瀏覽次數:2889

世界上深地熱發電井:井深5000米 溫度900度

 

北歐冰島以其豐(feng) 富的地熱資源*。但要想充分利用這些地熱資源,需要向地下更深處前進,下麵,讓我們(men) 一起來探訪有史以來世界上溫度gao、鑽探深的地熱發電井。

該項目屬於(yu) “冰島深層鑽探計劃”(IDDP)的一部分,是由冰島國家能源管理局和冰島幾家主要的能源公司在2000年成立的深層高溫地熱研發計劃。目前的合作夥(huo) 伴還包括挪威國家石油公司。其曾於(yu) 2009年動工,並在地下兩(liang) 公裏處遇到了堅硬的岩石障礙,鑽頭被卡,在鑽頭再次被卡時,工程師還使用強酸來解決(jue) 問題,但取得的進展有限。

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冰島遍布著大大小小的地熱發電廠,每個(ge) 發電廠都有著多個(ge) 地熱井.

當火山熔岩開始滲入鑽孔時,工程師明白鑽頭已經到達了岩漿層,很快岩漿便毀壞了鑽探設備,鑽孔塌陷。在項目啟動時,工程師並沒有打算鑽進岩漿層,但這也表明深入岩漿層能夠得到更多熱能。其鑽井頂端溫度超過900攝氏度(1625華氏度),這個(ge) 溫度能夠產(chan) 生高溫的超臨(lin) 界蒸汽。這樣以來,單個(ge) 地熱發電井所產(chan) 生的能量能夠為(wei) 數萬(wan) 家庭提供能源。

冰島遍布著大大小小的地熱發電廠,每個(ge) 發電廠都有著多個(ge) 地熱井,可以有效利用地熱資源,但大多數地熱井都比較淺。但是如果想要對這種地熱資源進行充分利用,地熱井就需要鑽得更深。岩漿層附近的高溫高壓能夠使得單個(ge) 地熱井產(chan) 生高達36兆瓦的電力,是現有地熱井產(chan) 量的10倍。單個(ge) 深井產(chan) 生的電力相當於(yu) 現有整個(ge) 地熱發電廠的產(chan) 量,能夠為(wei) 數萬(wan) 家庭提供電能。

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地熱是世界上尚未有效開發的清潔能源之一,但是應對深井中的條件也是一個(ge) 巨大的挑戰。這就是為(wei) 什麽(me) 時隔7年之後,冰島深層鑽探計劃再次啟動,這次鑽探深度有望達到5公裏。

在這個(ge) 深度,溫度或將達到500攝氏度。水在200個(ge) 大氣壓以及400攝氏度的高溫高壓下,會(hui) 呈現既不是液體(ti) 也不是氣體(ti) ,而是一種超臨(lin) 界的流體(ti) ,可以像加壓蒸汽一樣流動。

Gudmundur Fridleifsson是冰島可再生能源公司HS Orka的地質學家,筆者跟隨其來到冰島深層鑽探計劃的新址——位於(yu) 西南部的雷克雅那半島,其距離東(dong) 北部的IDDP舊址約200公裏。

四驅車沿著蜿蜒道路一路開去,我們(men) 逐步深入一個(ge) 表麵岩石層僅(jin) 有一百萬(wan) 年曆史的地區,該地區依舊被熔岩流所不斷重塑,地麵密布了各樣顏色的條紋,看起來像熔岩流動新留下的痕跡。

我們(men) 穿過地熱場,大量蒸汽逸散到空中,硫磺的臭味無處不在。Gudmundur Fridleifsson對這種氣味很熟悉,“我們(men) 稱之為(wei) 冰島香水。”

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1973年,Gudmundur  Fridleifsson在威斯特曼群島次看到活火山噴發,地表出現了一個(ge) 約兩(liang) 公裏長的裂縫,熔岩*噴湧而出。那次熔岩噴發在當地造成逾5000人流離失所。

由於(yu) 特殊的地理位置,冰島地區火山活動異常頻繁。其坐落在大西洋中部洋脊頂部,正好處於(yu) 兩(liang) 個(ge) 板塊的交界處,因此地質活動異常頻繁。

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我們(men) 到達目的地時,鑽機正在工作,轟鳴聲在冬季的曠野中回蕩。工人正在將鑽杆移動到適當位置並將其打入地下。此次鑽探地點曾在1985年進行過地熱鑽探,遇到了意想不到的地熱區。當時沒有人知道該怎麽(me) 辦,於(yu) 是便堵上了鑽孔。工程項目經理Ari Stefansson指出,沒人知道地下真正有什麽(me) ,“我們(men) 鑽的越深,發現的東(dong) 西越有趣。”

Ari Stefansson坐在供熱房間裏,看著xin的鑽探信息。屏幕上顯示出各種圖像信息,其中為(wei) 關(guan) 鍵的在於(yu) 鑽頭深度。Ari Stefansson介紹說,“現在我們(men) 的鑽頭深度是4090米。”僅(jin) 僅(jin) 在幾周之前鑽孔深度還是3640米,現在距離終目標還有約1公裏的距離。

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深層鑽探計劃所取得的岩芯

此次深層鑽探的成功或將超臨(lin) 界流體(ti) 能夠廣泛應用於(yu) 世界各地。加利福尼亞(ya) 大學河濱大學地質學家和名譽教授威爾弗雷德·埃爾德斯(Willfred Elders)正在與(yu) IDDP合作,他指向牆上的地圖,介紹了世界上其他一些有地熱資源的地區。

“我們(men) 可以在這裏驗證相關(guan) 應用,然後在其他地方推廣,”埃爾德斯說,加利福尼亞(ya) 某地擁有著世界上大的地熱儲(chu) 層。

HS Orka的執行官Asgeir Margeirsson表示,如果深鑽工程獲得成功,相應的地熱能被廣泛應用,那麽(me) 帶來的不僅(jin) 僅(jin) 是廉價(jia) 電力,譬如雷克雅那半島的地熱發電工廠現在就在直接向當地企業(ye) 提供熱水。

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雷克雅那半島的地熱發電工廠現在就在直接向當地企業(ye) 提供熱水

而Gudmundur Fridleifsson指出,冰島一個(ge) 專(zhuan) 門養(yang) 殖熱帶魚的工廠采用地熱來加熱水溫,而另一家公司則利用地熱蒸汽來幹燥鮮魚,從(cong) 而可以將魚幹在常溫下出口到尼日利亞(ya) 。還有道路、停車場等利用地熱來融雪,Asgeir Margeirsson稱“這在冬季減少了戶外活動時滑倒的風險,也在一定程度上減少了醫療負擔。”

 

 

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然而,並不是所有的冰島人都歡迎地熱發電。有人認為(wei) 雷克雅那半島等領域已被電力公司過度開發,可能會(hui) 導致資源消耗的速度過快。而有些人則擔心鑽井和注水會(hui) 引發地震。這種擔憂也是真實存在的。2005年,瑞士巴塞爾一個(ge) 地熱發電井在一係列地震後被遺棄,其中一次地震強度高達3.4級,導致建築物部分損壞。Asgeir Margeirsson也承認,注水會(hui) 引起輕微地震,但他認為(wei) 輕微地震是一件好事,有助於(yu) 釋放地下過多的能量。

無論如何,很多人堅信地熱能是解決(jue) 能源危機的重要手段。英國杜倫(lun) 大學Jon Gluyas指出:“地熱資源是是可持續的,堪稱可再生能源,且不會(hui) 產(chan) 生高放射性廢物,”對深度鑽探計劃非常感興(xing) 趣的英國達勒姆大學Jon Gluyas教授指出,“譬如在英國,我們(men) 使用的能源有一半是用家庭和辦公室取暖。如果使用我們(men) 所擁有的地熱資源,我們(men) 至少可以持續采暖100年,同時減少近50%的二氧化碳排放。”

 

Gudmundur Fridleifsson和他的同事已經在計劃他們(men) 的下一個(ge) 項目。Gudmundur Fridleifsson透露,2020年他們(men) 計劃在冰島西南部的Hengill火山斜坡上開始鑽探。

 

在回冰島雷克雅未克的漫長道路上,遠處地平線上的地熱蒸汽正在藍天下緩緩上升。每一個(ge) 都在提醒我們(men) ,那裏的地下所擁有的巨大財富資源。

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