深入地球核心,未來電力來自超熱巖石

2024-12-16 11:59:00    編輯: 黃 嬿
導讀 風能和太陽能要看老天臉色,但地熱不用,是地球內自然熱能,可成為持續能源,2010 年頁巖油革命引發新技術,能深入地球利用內部溫度,將熱能轉化為電力,成為人類世界未來需要的大量穩定能源。 一般地熱發電...

風能和太陽能要看老天臉色,但地熱不用,是地球內自然熱能,可成為持續能源,2010 年頁巖油革命引發新技術,能深入地球利用內部溫度,將熱能轉化為電力,成為人類世界未來需要的大量穩定能源。

一般地熱發電廠是用地球表面熱能,僅限地球表面附近高熱流區域,位置通常靠近板塊邊界。但現在,科學家將注意力轉向更強大的來源,稱為超熱巖石。超熱巖石是位於地殼深處的巖石,加熱到超過 374°C,這種極端的高溫使它們成為潛在地熱能來源。

超熱巖石可形成連接裂縫,這些裂縫很關鍵,因可讓水流過,並達超過 400°C 極高溫度,轉變為超臨界狀態。取得地熱能的原理就是深入地殼鑽探,進入炎熱乾燥巖層,將水注入於熱巖石循環,吸收熱能並轉為蒸氣,蒸汽帶上地面後驅動渦輪機發電。冷卻後流體重新注入地下,最大限度減少影響環境並維持轉化過程。

這種方法與傳統地熱能不同,傳統地熱能依賴天然熱水或蒸氣儲層,這種所謂增強型地熱,能人工創造地熱儲層,部署於傳統地熱資源無法取得的地區,大幅擴展這種可再生技術的潛在應用。

頁巖油革命帶動地熱希望

2010 年代天然氣革命,科學家發現可從鑽探頁巖獲取能源,頁巖使用所謂水平鑽井和水力壓裂,也可以用於地熱。

專家表示,要利用超熱巖石能源,需要至少十公裏鑽探深度,石油和天然氣產業鑽探已越來越深入地下,能短時間以更低成本做到這點,使開發地熱成本越來越便宜。其他對深井鑽探的擔憂,例如引起地震和破壞棲息地仍然在,但提取地熱能不會燃燒並釋放碳。

國際能源總署 (IEA) 估計,全球地熱潛力的四分之三首先集中美國,然後是中國與印度。IEA 數據顯示,到 2050 年,全球地熱供暖裝置容量可能增加至 800 吉瓦 (GW),即佔全球需求成長的 15%,年產量相當於美國和印度當前需求的總和。

政府批准與巨大投資

雖然已經可以採用現有技術,但鑽井設備和技術仍需要重大進步來降低風險並提高效率。未來最大的挑戰是政府許可和投資承諾,IEA 估計,到 2035 年,全球投資需要超過 1 兆美元,到 2050 年需要超過 2.8 兆美元,約 75% 需要投資於發電設施。現在已經有幾家公司正在探索超熱巖石作為地熱能主要來源的潛力。美國公司 Quaise Energy 甚至將這些超深層巖石稱為「地熱的聖杯」。

IEA 認為,地熱是地球最未充分利用的資源之一,即使即將上任的川普政府表示將推動更多的石油和天然氣鑽探,並希望縮減綠色能源,但沒有理由排除地熱。隨著世界轉向再生能源,地熱能成為隱藏在地球表面下的改變遊戲規則能源。

(首圖來源:Flickr/ CC BY 2.0)

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