無限能源已經找到?美國宣布準備開采“地熱能”,已經研發(fā)出新型鉆頭,若成功開采,人類是否不用再擔心能源問題了?
隨著人類科學技術的發(fā)展,社會的不斷進步,現(xiàn)代文明對于“能源”的需求越來越高。
為了“石油”和“天然氣”大打出手,以“鐵礦”資源為籌碼進行進出口貿易威脅等等事情屢見不鮮,而如何開發(fā)可持續(xù)的清潔能源是每個國家都積極關注的課題。
最近,美國科學家宣布已經研發(fā)了一種新型鉆頭,這種鉆頭能夠打入低下20千米深,并且獲取的地熱能可供人類使用23億年。這又是什么情況呢?
公認的幾個可持續(xù)清潔能源風能、潮汐能、太陽能都是科學家們重點研發(fā)的方向。
往上走,美國和中國甚至已經打算在太空建造太陽能發(fā)電站直接在太空攝取太陽能。而往下走,就是蘊藏在地球深處的同樣取之不盡用之不竭的“地熱能”了。
很多人可能都知道,我們生存的地球,雖然地表溫度是適宜的,但其實地球是一個:內心火熱的星球,越往地核深處走溫度就越高。
我們生活的部分屬于地球的地殼,是地球的最外面一層,大約平均厚度是17公里。地殼就是地球“冰冷”的外殼,溫度不高。
地殼之后再往下走就是地幔層。地幔是地核和地殼之間的部分,大約厚度有2865公里。地幔的主要組成部分是超基性巖,溫度也從200攝氏度一路加深到1000攝氏度。
本次美國科學家宣布的新型鉆頭離打到地幔還是有很遠距離的。
為什么地球是越往深處溫度越高呢?
這個問題其實科學家們還在探索中,初步認為地球中心巨大的熱量是地球內部放射性物質自然蛻變釋放的能量,由于這些能量長期被封閉在地球深處,日積月累下就變成了巨大的地熱能。
地球已經形成了45億年,假設地球內部的核衰變已經完成了三分之二,那么根據科學家們的推算,地球還可以繼續(xù)源源不斷的釋放熱能23億年。
人類是如何利用地熱能的呢?最為直接的地熱能使用方式就是溫泉了。
比如遠在北冰洋的冰島,他們的居民取暖85%依靠的都是地熱溫泉。
除此以外,人們還可以通過一種看起來最為原始的方式將地熱能化為動能,那就是“蒸汽”。
國外科學家做過一個實驗,將地熱能導入密制的容器中,再注入冷水,瞬間地熱能量將冷水汽化以此推動發(fā)動機運轉。
不用燃燒煤炭等不可再生資源直接通過地熱制造蒸汽,將源源不斷的熱能轉化成動能。這不就是人類夢寐以求的嗎?
雖然大家都知道了地球深處是一個能源寶藏,但是這并不意味著人類輕易就可以獲得這份寶藏。要知道打破地殼和地幔里堅硬的巖石,往下挖深井,這可不是一件簡單的事情。
熱衷于挖井事業(yè)的要以俄羅斯為首了。在前蘇聯(lián)時期,上個世紀六七十年代,蘇聯(lián)就開啟了一項超級深井項目——科拉鉆井??评@井位于前蘇聯(lián)的科拉半島上,當時一共有3個井開挖,這一挖就經歷了千難萬阻。
在當時的技術條件下,蘇聯(lián)采取的鉆孔方式是比較簡單粗暴的,金屬的螺旋鉆頭安裝在鉆桿上,一頭就扎了下去。鉆頭經不住高強度的巖石磨損報廢了,就拉上來,再換一個。
前面7000米的時候一切都是比較順利的,但是越往深問題就越多,比如溫度的升高以及在高強壓下巖石的超強硬度。
經過了十幾年不斷的挖啊挖,在1983年俄羅斯的這口深井達到了12000米的歷史深度。最后,又花了十年的時間再挖了262米。
科拉深井最終定格在了12262米的深度,并在長時間內保持了世界第一深井的榮譽。
后來,卡塔爾為了采集石油,耗費巨資又打了一個12289米深的超級深井。雖然只是幾十米的加深,可不是那么容易的。10000米深度以下的巖石,長期以來承受著巨大的壓力,早已經成為了比鋼鐵還要堅硬的超級巖石。
金屬鉆頭想要突破幾十米需要極高的技術支持。但是俄羅斯可接受不了世界第一深井的榮譽被卡塔爾人搶去。
于是,他們又再次開挖,這一次挖了一個12354米的井。但是,在技術的限制下,想要突破到13000米已經是無法完成的挑戰(zhàn)了。
原本以為人類對于地球深處的探索就要止步于13000米了,沒有想到最近,美國科學家宣稱自己的技術可以突破地下20000米。
既然要突破20000米,普通的金屬鉆頭肯定是不行的了,這一次,美國科學家研制出的是“微波鉆頭”。
從原理上來說“微波鉆頭”并不難理解,就是在金屬鉆頭的前面再安裝一個微波裝置,金屬鉆頭碰觸到堅硬的巖石之前,先通過微波把巖石震松、震碎。
在實際工作的時候,該項目科學家表示,前5000米時可以使用傳統(tǒng)技術下鉆,等到了比較堅硬的巖石層微波鉆頭開始啟動。
這樣可以最大限度的降低鉆頭的損耗,避免頻繁更換鉆頭,從而達到一路破壁清土持續(xù)深挖的目的。
有了這樣超級深井技術是不是意味著美國人在發(fā)掘地熱能領域就要進入加速度狀態(tài)了呢?
事實上,還會有一系列的問題。目前人類能達到的深度更多的是地熱能中的干熱巖,這一部分對于人類來說已經夠深了,但是對于地球來說它還是太淺,淺到由于離地心太遠,它的熱能還是極有可能是“短期”的。
挖一個深井,探取到地熱,建設一個可以將地熱順利轉化成地面可使用能源的地熱資源站,這些都是非常復雜的工程,有一個漫長的投資建設周期。
試想一下,如果好不容易深井打好了,地熱站建好了,沒用兩年這一塊地方地熱沒了,這是不是就虧大了?
所以,人類離真正有效利用源源無盡的地熱能遠遠不止一個微波鉆頭的距離。