谷歌助力开发地热能源

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2008-08-28 03:10:04 来源: 第一财经日报(上海) 网友评论 2 进入论坛

位于意大利南部西西里岛的埃特纳火山(Mount Etna),是有史以来喷发历史最为悠久的火山。至今,从山顶上分布的几条大裂缝依然可以看到其中炙热岩浆的翻滚。入夜,火山孔道里的熊熊烈火映射在烟云上,这种景象也许使人心惊胆战,但是对现在的满世界寻找新一代能源的科学家来说,埃特纳火山所蕴含的地热,正是他们所中意的自然资源

根据英国《卫报》的报道,就在本月中旬,澳大利亚政府和美国谷歌公司旗下的慈善组织Google.org相继宣布投入专项巨资,致力于开发当地的地热能源。这看似是一个巧合,然而毫无疑问,双方的行动表明,人类地热能源的大规模开发利用即将展开。

地热——最理想的能源之一

在许多能源专家看来,地热能源是新能源中的一只“潜力股”。地热是来自地球深处的可再生热能源,它产生于地球的熔岩浆和放射性物质的衰变。地热能的利用可分为地热发电和直接利用两大类。这两种利用方法,都不会产生二氧化碳等温室气体,以及二氧化硫等有害气体。因此地热和太阳能、风能等能源都属于环保能源。同时,地热能在世界很多地区都广泛存在。根据美国地热资源委员会(Geothermal Resources Council)在上世纪90年代初期的报告,美国、菲律宾、墨西哥、意大利等18个国家都已经开始利用地热发电。不过,地热的采集开发难度大、利用成本高,所以暂时还不能替代石油和煤炭。

然而,就像很多技术的发展过程中显示出的规律那样,只要投入资金,改进地热的采集和应用的技术,就能改变地热长期遭到“冷遇”的状况。Google.org此次投资地热的金额达到了1100万美元,甚至高于美国政府今年在地热能项目上的投资额度。Google.org 的气候与能源部门负责人丹·赖希(Dan Reicher)甚至毫不留情地批评美国政府,“当美国还在辩论海上石油钻探时,我们已专注于钻探脚下的清洁能源——地热。”

位于美国旧金山的新兴企业阿尔塔岩石能源公司(Alta Rock Energy)获得625万美元,主要用于开发地热的应用技术。位于加利福尼亚州红杉市的波特·爵岭(Potter Drilling)公司,主要负责开发地热的硬质岩石钻探技术,他们从Google.org的这笔投资中获得400万美元。另外,美国南卫理公会大学(Southern Methodist University)地热能实验室也获得近49万美元的绘制北美地热能储量图的捐赠。Google.org在援引麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology)一份研究报告时称,2%的美国地表下的3公里至10公里之间的热能,就已经达到了美国平均每年能源消耗量的2500 多倍。

澳大利亚政府对地热能源的开发,拨款达到了5000万澳元。有专家认为,即使澳大利亚在当地潜藏的地热能中仅仅利用开发其中的1%,也足够生产供澳大利亚全国使用26000年的清洁电能。

EGS——地热应用的核心技术

澳大利亚政府和Google.org大部分投资都不约而同地瞄准了增强型地热系统(Enhanced Geothermal Systems,简称EGS)。其方法是对地下进行深层钻探破碎“热岩”,把水注入地下这些人工产生的、张开的连通裂隙带中。水与岩体接触后被加热,这些高温水产生蒸汽就可用于发电。这个概念本身模仿的是天然发生的热水型地热循环系统。该系统是目前全世界大约71个国家的商业生产电能和直接利用热能所采用的系统。

建立增强型地热系统的第一步是勘探、鉴别和确定最适宜的开发区块。接着,使用足够深度的孔钻,探测岩体温度,进一步核实与地热资源相关的数据及相应的开发深度。如果钻探遇到低渗透性岩体,则对其进行水压致裂,以造成采热所需的大体积储水层,并与生产井系统实现适当的连通。如果钻遇的岩体在有限的几何界限内具有足够的自然渗透性,采热工艺就可能采用类似于石油开采所采用的注水或蒸汽驱油的成熟方法。其他的采热办法,包括井下换热器或热泵,或交替注入和采出的方法。

EGS电站在运行中没有温室气体排放,土地使用适度,总的环境影响小,成本低廉,技术也较成熟,具有深度开发的潜力。

澳大利亚政府正准备制定一个自2011年起开始实施的国家减排计划,目标是到2020年使用可再生能源达到澳大利亚2020年全部能耗的20%。为实现这一计划,未来5年内EGS工程将迅速实施。一些成功的研究(勘探)和概念验证工程,到2011年至少达10项;一些位于不同的地质构造中的地热发电示范工程,到2012年至少达3项,地热发电示范工程取得的巨大成功将使投资团体确信地热能的潜能。到2030年,对EGS的需求至少达到全国总装机容量的6.8%,到2050年将超过10%。