能源,在现代社会中无处不在,国家的科技进步、军事发展、日常生活等都需要能源的支撑。
随着社会和经济的发展,能源的问题也逐渐凸显出来。
各国都在积极探索有效解决能源问题的方法,以确保社会和经济的可持续发展。
美国正在开发一种地下能源,这种能源将进行深埋地热开采,甚至可以开采到地下2万米的深处,并且这种能源是取之不尽用之不竭的,那么到底是什么能源,这又会如何影响到人们的生活?
地下热能。根据国际上对能源的定义,所谓“能源”是指提供动力或产生热量的来源。
它包含了包括石油、天然气、煤、电力等在内的可再生或不可再生资源。
不可再生能源是指那些一旦开采使用就会消耗掉,不会自然形成的资源,如化石燃料等;
可再生能源是指那些在一定周期内可以不断获得或更新的资源,如风能、太阳能、水能和生物质能等。
除此之外,像氢能核能也逐渐被纳入到可再生能源的行列。
地热能是指来自于地下岩层、岩石中间空间及气孔内流动的岩浆冷却后所产生的热能,是一种清洁的可再生能源。
它是一种绿色环保的能源,主要特点是价格低廉、环境友好以及储量丰富等。
所产生的废气废水对环境没有影响,同时也不会排放出温室气体等有害物质。
在这样的情况下,地下热能就成为了天然的一股清流,有望为人类提供源源不断的清洁能源。
地下热能广泛应用于取暖、热水供给、农业大棚加温和温泉水利用等方面。
我国地热能主要也在以上几个方面进行开发利用。
如云南和青海等地都已经实现了对地下热能的合理开发和利用。
而美国现在正在进行更深层次的研发,从而实现更加高效的利用,Quaise Energy是一家致力于深层地热能开发的企业,他们正在研发一项名为“Quaise Technology”的技术,旨在通过微波钻头深钻地下,以开发更丰富的热能资源。
这项技术最初来源于麻省理工学院(MIT)的研究成果,并且经过近20年的研究改进后,这家公司正在将其商业化,以便在未来能够应用于各地深层地热的开采。
Quaise Energy计划在未来几年内进行两个重要阶段的发展。
首先,他们将通过名为“Terra”项目,在芬兰实施一系列试验,随后将在美国进行扩展。
该公司希望通过这些试验获得成功经验,从而为未来更广泛的深层地热开采奠定基础,并最终实现在全球范围内清洁能源的应用。
美国和中国地下热能研发成果。地下深埋的地热能矿藏是非常丰富且量大质优的,美国在这一领域可以获得非常巨大的利益。
因为就算是在没有进行开发之前,美国国内地底下就已经蕴含了足够美国一百年甚至更久使用的地热资源,如果能够全部开发出来的话,那美国则会成为全球最大的能源生产国。
而中国在这方面也不甘人后,据悉,我国已探明的地热能源就占到了全球总量中的7.9%,而且这个比例还在不断地提高。
我国各个地区也逐步在各地实现着地热能发电和利用,目前已经成功建成并投入商业化运行的项目有26个,而这些项目合计发电装机容量达到了1.89GW。
这些地热发电项目分布在多地区,而且涉及到很多重要领域,如四川省正在开发着贡嘎山地区及周边地区,还有青海省的格尔木地区以及海南省的贵南县,同时还有插甸地热田、德令哈-西部地热田等地也在积极开发中。
除此之外,云南省香格里拉市及其周边镇区等重点区域也在充分发挥着地热资源供给作用。
据报道,云南省每年输出优质温矿泉水达到了3000多万立方米,为旅游业的发展及经济增长做出了巨大贡献。
随着科技进步和技术创新,我国现已陆续建成了多部地热发电站,它们将分布于全国各个地区,为各地提供源源不断、清洁环保的地热电力。
其次,除了发电外,我国还积极利用地热能供暖。
以黑龙江省为例,该省已建成54个地舒相台群,可以满足3万多户家庭的冬季取暖需求,而且这种取暖方式独具特色,不仅效果好且可以节省大量资金。
截至目前,全国已经建成了250多个集中式温泉洗浴(水疗)中心,这些中心大多数都是建立在地温田上,不仅为游客提供了优质服务,还充分展示了我国大力开发利用地热资源的成果,并形成了独特的地方经济模式。
深层地热开采面临技术挑战。想要开采更深层次的地热,就必须解决一些关键问题,其中高温就是一个难题,如果不能解决高温问题,那就根本无法进行开采。
当温度达到一定水平后,钻头就会失去作用。
其次就是设备耐用性的问题,要想连续开采就必须保证设备能够承受高温和高压环境,这就要求要开发新型耐高温耐高压的新型材料,这对科技来说是一项巨大的挑战。
鉴于目前科学技术水平,想要实现在地下20公里以下持续甚至稳定不断裂开采是非常有难度的,因此我们需要进一步开发新的技术手段。
用物理、化学等手段结合的方法来实现高效持久开采,同时还需要借助新型高强度合金钢材料以及碳管材料等来增强钻探机械性能,为应对高压和高温环境提供必要保障。
未来研究与开发重点。随着科技的发展,我国已经开始陆续在各省市建立了众多不同规模的地热发电厂,这些发电厂大大提高了我国国内清洁能源比例,为经济发展助力不少,可以说今后我国还将以更大的力量向普通居民普及这一领域。
未来也将会向海底去开发,在各种条件下都进行综合利用,但对于深层次开采来说,目前还存在各种问题,如井身稳定性、高温力学流动等问题亟待解决。
为了打破这些瓶颈,我国必须要加强研究,在池田力学上重新去突破,为此我国针对这些问题进行专项研究以及新材料研发、新装备设计等。
未来研究重点包括如何控制更深层井身稳定性,怎么实现更高效采暖利用,以及如何在高温情况下进行高效换热和清洁等。
后期,我们可以考虑一下关于发展制定相关行业内标准的问题,在这种情况下,因为国家意识到深层地质资源开采技术要求相当高,所以急需缺乏统一标准体系的现象,并制定了适合我国产业规范需要的一系列标准。
如此一来,各项工作有规可循,有标准依据,将更加有利于研究和开发工作的顺利推进,还会促进行业健康稳定发展。
未来我们还可以设想,当地下热能得到完美开发的话,会出现相应的一系列新行业,就像当前一些发达国家一样。
他们有专门设置针对这一领域的新职业,而且我们的研究团队也会进一步扩大,有可能会催生出大量新职业岗位,并吸引更多行业精英加入,让整个领域不断繁荣发展。