美国《地理杂志》文章：《地热能》 [复制链接]

    【本刊讯】美国《地理杂志》一九七七年十月号刊登一篇题为《地热能》的文章，摘译如下：
    地热是由地壳下面的放射性物质蜕变产生出来的。地球的冷而硬的地壳并没有表现出地下有热能的迹象。只有在地壳露出热——从火山喷出熔岩，从喷泉喷出热水或者从喷气孔喷出热气——人们才开始感到地下蕴藏着巨大的能量。
    地球上二千六百亿立方英里的岩石的大部分是在熔点以上——大约摄氏一千二百度。据美国地质局估计，地壳最外层十公里范围内就蕴藏有３×１０（３００亿亿亿）卡的热量。相当于目前全世界产煤量所产生的热量的两千倍。
    当前，石油和天然气变得越来越少，而且越来越贵，核能的发展前途还未能肯定。地热这样一种巨大的热能——即使其中有很大一部分是永远不可能加以利用的——也是不可忽视的。的确，地热能已成为一个值得注意的新前景。目前已有九个国家开始利用地热发电。冰岛、法国、匈牙利和新西兰都已经用地下热水取暖，并把地热用于工业。
    地热的能量虽然是巨大的，但要大规模地把它取来为人们所用，还有一些技术和经济上的问题需要解决。
    但若干年以后，人们可能要争取我们所能弄到的每一度电。到那个时候，地热就可能更有使用价值，更受欢迎。
    鉴于地热能的重要性，美国能源研究发展局在一九七八年拨款一亿零一百万美元以鼓励其发展，比一九七七年增加百分之八十四。
    工业部门对此也很感兴趣。一九七四年，美国土地管理署在西部划出了大片土地以供勘察开发地热。要求开发证明的人蜂拥而来。一个月就有将近二千五百人要求在十一个州的五百二十八万英亩土地上勘察。钻探公司和大石油公司开始在这些地方钻探。
    地热能可以做出多大贡献？人们对美国地热潜力的估计分歧很大。有一些热心人认为西南部有朝一日能够从地热中得到其需要的全部热能。有一些保守的观察家则怀疑地热是否能够提供美国所需电力的百分之一以上。事实可能介于两者之间。根据一九七五年美国地质局的预计，按现有的成本和技术能力考虑，由地热贮藏所产生的电力可达一千二百万千瓦，至少可供应三十年。（一个一百万人口的城市所需的电约为一百万千瓦）。
    到目前为止，最简单最便宜和最便于利用的地热能是地下冒出来的干蒸气，它可以直接被用来推动涡轮发电机。
    目前，美国太平洋煤气电力公司在温泉区靠一百口汽井发电五十万千瓦，约为旧金山所需电力的一半。到一九七九年，更多的蒸气井和新的发电机组将使电力增加到九十万千瓦。到一九九○年，该公司准备把温泉区的地热发电水平提到两百万千瓦，相当于两座核发电厂的发电量。
    天然水蒸汽在地下冲击着地球，不过干气是较少的，但受压而从地下涌出来的热水则比较多并易于利用。世界各地的地震带和火山带，其岩浆或熔岩都接近地表，而渗入这些地带的岩层中的水温就提高了，常常是远远高于正常的沸点。有时，这种过热的水喷出来，形成温泉或喷泉。更为通常的是由于顶上有不能渗透的岩层挡住，水就好象是在地下的一只大锅里，承受着极大的压力，等待着人们去钻探开发。
    墨西哥的塞罗·普里埃托就是开发这种热水层的最好例子之一。当摄氏三百度的热水涌到井口时，因为没有了压力，水就冲了出来，或者说是开锅了。大约百分之二十变为蒸汽，被分离出来用管道输送到汽轮机。剩下的通过管子被排到一个大池子里。这种热水也是工业和生活热源。
    地下热水有时含盐量高。在压力下的热水可以溶解大量岩盐和矿物质。但在大部分地区，这种矿物质的浓度是很低的，比海水的含盐量（约百分之三点五）要低的多。但在拥有美国最重要的高温地热资源的帝国盆地，含盐量却很高，有的地方含盐量达百分之二十到三十。这种浓度的盐水带来不少问题。它有严重的腐蚀性，很快就会使涡轮叶片和喷管烂掉，更为糟糕的是，当温度和压力降低之后，矿物质很快就沉淀下来，经过只有几百个小时的运转，管道就被一层一寸厚的水垢堵住了。
    怎样才能停止这种“血管硬化”呢？新的进展改变了前景。根据一个地方的试验，一种四级热交换设备帮助解决了问题。当从热咸水吸取热时，不是象过去那样立即吸取，而是经过几个阶段，压力逐步减低，水垢显著减少。
    在旧金山附近的一个实验室里，工程师们发明了一种新的加工方法，即用一眼井的全部产品
    ——水和汽去带动特别设计的汽轮机，用盐酸解决水垢问题。
    到目前为止，帝国盆地是美国地下热水发展前景最好的地区。电站的蓝图已在工程师们的画图板上。到一九八○年，和加州温泉地区的地热电一样，帝国盆地的电也将被输送到电网中去。
    冰岛是目前地热利用最发达的地区之一。冰岛的火山和裂缝就在中大西洋山脉下，上涌的岩浆拱开了地表，地球内的火总是离地面比较近。
    当斯堪的那维亚人刚刚到冰岛时，他们看到地热的蒸汽从现在的首都雷克亚未克那里冒出来，他们以为是烟，雷克雅未克（冒烟湾）便因此而得名。
    三十年前，雷克雅未克冒的是煤烟。从早期的照片来看，那是被煤烟熏得又脏又黑的一个市镇。幸亏地热能，如今这个城市的所有建筑物都是用地热水取暖，大约有十一万五千人生活在这个世界上最清洁的城市之中。
    在冰岛的另一个完全依靠地热的山谷小城镇，那里约有一千多居民，利用地热建造了大型温室企业。温室外面二月的寒风凛冽，室内则温暖如春，几乎一年四季都有鲜花开放。温室下面的钻井只有二千英尺深，不需水泵和电力，热水和蒸汽会自己冒上来。排出的水在提高游泳池水温之后流到河里去。
    冰岛现在又开始利用地热水发电。冰岛人已在考虑用蒸汽透平循环技术：用地热水加热沸点低的液体，发出蒸汽带动发电机。
    美国利用地热比冰岛还要早。奥里冈州克拉马斯瀑布附近三百五十户居民早就各有自用热水井，现在在博伊西，爱达荷州政府正考虑投资三百多万美元开发地热水，以供州立大学、州会议堂以及其它州立建筑物取暖。
    象其它能源一样，地热既有优点也有缺点，优点是它干净，不用买燃料，蕴藏量（热水或蒸汽）可以说是无穷无尽的。其缺点是发展地热能的投资比较高。还有一个地面下沉的问题，如果从地下抽出大量的水，那地方的地面会不会下沉？答案是不肯定的，有的地热工厂为了避免发生这个问题，便采取往地下灌水的措施。
    最后，还有一个污染的问题。开发地热时，有的地方有硫化氢逸出，带有臭鸡蛋的味道。更为严重的是地热水中含有有毒的砷和硼，但如把废水重新注入井内，这问题也是可以解决的。
    把所有的问题都考虑到了，可以断定，不久的将来，地热将会是煤气和石油之外的一种很有发展前途的补充能源。
    由于能源消耗量极大，专家们谈论能源时所用的单位是“夸特”，一夸特的能量等于一千万亿英制热量单位。一九七六年，美国消耗的能源约为七十四夸特。到公元二○○○年，美国利用的地热可能约达四夸特，到二○二○年，可能达十四夸特，这在所需能源总数中所占的比例是不大的。
    但是，即使每年能用二夸特的地热代替石油，也就等于每天可节省一百万桶石油，数量还是很可观的。