100 年後利用地球內部熱量取暖可能么?

大規模利用的技術!


利用地球內部熱量取暖甚至發電的技術早就有了。

例如冰島的地熱發電和地熱取暖,西藏羊八井的地熱發電。還有我之前住過的某個小區使用地熱提供生活熱水。

地熱發電的技術示意圖:將冷水注入地下,抽出熱水/熱蒸汽進行取暖和發電

之所以沒有大規模推開使用,主要是因為並不是所有的地區都有深度如此淺的地熱資源

用更簡單的話說,岩漿距離地面近的地方太少。

冰島整個島就是個大號的熱點(hotspot)火山;羊八井地區位於地質活動較活躍的亞東-谷露裂谷,地表有大量溫泉、間歇泉;我住的那個小區附近就是一個著名溫泉。

地下越深處溫度自然是越高的,但「熱源」的埋藏深度直接關係到開發成本。利用地熱技術的關鍵是打井和注水,鑽井成本是一條重要的制約因素。除了鑽井深度對技術要求高之外,地形也對井場的選擇有重要的制約。


在中國,地熱資源最發達的地方是青藏高原,但這裡同時也是生態極端脆弱、地形非常複雜的環境。鑽井過程和建設地熱電站對生態的衝擊必須加以考量,而且當地缺少重型工業,人口密度也低,存在資源與市場的嚴重錯位。例如去年的新聞,在青海共和盆地3750米處鑽遇溫度在275度的乾熱岩資源,這個發現並不以外,問題是不好大規模開發【1】。

中國地熱資源與深度的關係,暖色調錶示高溫,引自【2】

在我國東部,關鍵的難題在於地熱資源埋深太大,也就山西盆地(想一想大同的死火山)、東北部分地區(想想五大連池)、環渤海灣地區(活躍的裂谷盆地)、雲南局部(想想騰衝火山)還有華南少數地區能在8公里深度鑽遇具有中等開發價值的地熱資源。

至於台灣,資源是好,但就是山多……然後,先解決一下菜省長吧。

(注意:這裡只是平均情況,並不能體現一些由斷層活動或其他地質因素造成的地熱資源較淺的局地異常)

但大多數人對於打一口8公里+的鑽井所需要的成本沒有概念。

我國8000+的鑽井目前僅分布在塔里木北部,成本以億元計算——而這還是由於當地有數千米厚的鹽岩地層時的成本,如果把這普遍幾千米厚的「黃油一般柔軟的鹽岩」換成堅硬的岩石,成本還要翻幾倍

我這裡還沒有討論鑽井的失敗率,實際上對鑽探有所了解的人都知道,沒有哪一口井能完完整整不出差錯的一口氣打到底。有時候打著打著一個億扔進去了,啪嘰,井下事故,地下3000米的井段廢了,側鑽吧。我還接觸過一口井,都花了兩年時間鑽到7000米左右了,結果在井口附近發生嚴重事故徹底報廢……後來只能在邊上幾百米外重新鑽井,打到8000多米。

至於10公里深的地熱資源,先把已經吹過牛皮的「萬米鑽機」拉出來真刀真槍的在堅硬地層里打一口萬米垂深的井再說吧。

蘇聯都涼涼了這麼多年,但世界最深鑽井記錄仍然是蘇聯人鑽的科拉超深井,最大井深有12262米,垂直深度超過12公里。

科拉超深井的井身結構圖,引自【3】


因此,總結一下,制約中國現階段地熱資源利用的原因其實就是很簡單的兩句話:

1.資源豐富、易於鑽探的地方生態脆弱、資源與市場嚴重錯位,並不值得大規模開發;

2.市場需求大的地區資源埋深過大、鑽探難度過大,尚不具有大規模開發的技術和經濟前提。

未來一百年,除非鑽井技術發生重大突破,前述第二點制約並不會發生重大變化。

至於國外……世界各地地熱資源稟賦各不相同,冰島人民享受清潔地熱資源已超過半個世紀,而馬爾地夫(珊瑚島)人民想都不要想。

【1】重大突破!我國首次鑽獲溫度最高的乾熱岩 或將改寫傳統能源版圖!?

【2】中國大陸乾熱岩地熱資源潛力評估[J]. 科技導報, 2012, 30(32):25-31.

【3】Serena Yu:一直往地下挖會發生什麼奇怪的現象?


抖機靈的一答。

我覺得利用地熱受條件限制比較大,但是用來製冷還是很好的。

把地下冷水抽上來,夏天讓家裡涼快。比較爽。

老家農村有個地主的老房子,有地窖,很深,據說過去用來儲存冰。

後來家裡人通上電,扯上網線,安裝一個通風管。夏天在地窖里,好不涼快,牆面都是大塊岩石砌築。

不過至今不太明白這個院子里就有水井,顯示出地下水位不低的地方,這個地窖為啥一點不潮濕。反而挺乾燥的,古代怎麼做到防潮隔水的


這是一個經濟問題,不是技術問題


我覺得不會,從目前地球科技發展的進度來看,進入太空比進入深海和地下容易,性價比太低了,真有那種技術我們可能早就有更加先進的取暖方式了


東北好多地區都有地熱能熱泵系統採暖項目 ,可以利用淺、中、深層地熱能,包括利用埋地管換熱、地下水源換熱等採暖項目。


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