美國又在搞「幺蛾子」了,這次還是大的!
據悉,美國正在開發一種「取之不盡用之不竭」的新能源,它埋藏在地下2萬米的深處,也許會在未來替代石油的地位!
地熱能圖示
從當初的蒸汽機到如今的核能發電,人類的文明看似已經跨越了無數的層級,可實際上仍舊停留在最初的階段——「燒開水」。
不論是蒸汽機還是核能發電,其本質都是利用蒸汽帶來能量,促使機械進行運轉。
蒸汽機原理
不同的是,人們燒開水的方式發生了改變,以前是用煤炭和柴火燒,效率不僅低下,而且對環境的影響十分明顯。
如今,人們利用核裂變帶來的高溫燒開水,提高了能源的利用效率。
核能產生原理
因此,人們在開發新能源的方向上,往往會朝著這方面考慮。
這不,美國就想到了一種新的燒開水方式,它就是利用地下熱能,來為人類持續提供能源。
地熱能是指地球內部的熱能,地球內部的熱源來自地殼深處的特殊環境,通過地面傳導和對流傳輸到地表。
地熱能圖示
一般來說,地球內部的溫度越深,溫度就越高,在距離地面80至100公里的地下,溫度能達到650°C至1200°C左右。
高溫的巖漿會加熱附近的地下水,從而形成熱儲層,這些熱儲層中的熱水或蒸汽能夠通過鉆探井抽取,利用其能量供暖、發電或其他用途。
常見的地熱能利用方式是采用地熱泵技術來獲取,其基本工作原理是利用地下溫度相對穩定的特點,通過地熱循環裝置將地下的熱能轉移到水、空氣等流體介質中,然后將其轉換為可用于供暖、制冷和發電等用途的熱能。
地熱資源供暖
相對于傳統的化石燃料和其他可再生能源,地熱能具有很多優勢。
它不會被氣候變化、降雨、風力等自然因素所影響,因此具有穩定性和可靠性。
同時,地熱能也不會產生任何的污染和溫室氣體排放,非常環保和可持續。
在全球范圍內,已經有許多地區采用了地熱能作為主要的能源來源,例如冰島、芬蘭等北歐國家的地熱資源非常豐富,地熱能已經成為了家庭供暖和電力生產的主要方式。
有了地熱源 就就不怕冬天了
同時,中國也是地熱資源豐富的國家之一,已經推廣了許多地熱能的利用項目。
美國是全球地熱能應用最廣泛的國家之一,根據統計,目前美國有30個州可以應用地熱能,其中加利福尼亞州、內華達州、俄勒岡州、愛達荷州和猶他州是美國地熱能最豐富的地區。
美國的地熱能主要用于發電和供熱,其中,發電是其最主要的應用領域之一。
截至2015年年末,地熱能已成為美國電力系統的重要組成部分,總裝機容量達到4436兆瓦,占美國電力總裝機容量的約1. 2%。
地熱源運用于生活
此外,美國還廣泛應用地熱供熱系統,許多城市和地區已經建立了相關基礎設施體系。
例如俄勒岡州的波特蘭市、猶他州的鹽湖城和內華達州的雷諾市等,這些系統透過地下溫水或蒸汽來為居民提供供暖或者衛生熱水。
此外,地熱能的應用也將有助于緩解氣候變化等環境問題,使美國的能源更加清潔和可持續。
未來,美國將繼續發展地熱能,以便更好地滿足該國對能源的需求。
有關數據統計顯示,按照目前人類對能源的需求狀況,地熱能如果全部被開發,那麼它將能夠滿足人類23億年的使用。
地熱資源
雖說這個新能源技術的發展前景無比廣闊,卻也有不小的麻煩。
通常來說,供給人們日常熱量的地熱能位于地下200到3000米左右的區域,由于溫度并不高,被采集之后可以直接使用。
但這種淺層的地熱能幾乎沒有發電的效果,想要將其真正利用起來,起碼要挖到2萬米的深處。
這里的地熱能溫度超過300攝氏度,燒起開水來嘎嘎有勁,這就要說到人們面臨的第一項,也是最關鍵的技術難題——挖井。
挖到地下2萬米是一個極其艱巨的任務,目前最深的鉆孔僅達到了12公里左右,距離2萬米還有很遠的路要走。
蘇聯挖穿地球計劃
造成這種情況的主要原因是,地下深處的溫度和壓力都比較大,這意味著需要使用特殊的工具和材料來承受這種環境。
此外,因為地球的熱量部分來源于地下的巖漿,如果鉆到足夠深的地方,就需要面對高溫和高壓的巖漿,這對于絕大多數已知的材料和技術來說都是無法承受的。
因此,目前來說,挖到地下2萬米需要繼續進行研究和技術創新來解決這個問題。
而且,地球地質結構的復雜性又是一個重大難題,因為這種結構對地熱資源的利用和開發具有很大影響。
地球結構
由于地熱能的開采需要大量的技術和資源投入,因此成本較高,這也是一個重大的挑戰。
最后,地熱能在不同的地區和環境下受到的限制和影響也不同,需要根據當地的情況進行適當的調整和改進。
總的來說,想要將其完全開采利用,并沒有大家想象得如此簡單,不過地熱能的價值讓一代又一代人樂此不疲地進行探索。
除了發電和供能之外,地熱在其他方面也有顯著的作用,比如,在醫療方面,地熱能的價值超乎你的想象。
地熱源開采圖示
熱礦水被認為是一種珍貴的資源,全世界都十分重視。
地熱水從地下深處提取,除高溫外,常含有一些特殊元素,具有一定的治療功效。
含碳酸的礦物質泉水能夠調節胃酸和平衡身體的酸堿度,含鐵礦物泉水則能治療貧血。
此外,氫泉、硫磺礦泉和洗浴療法能夠治療神經衰弱、關節炎和皮膚病等疾病。
由于溫泉伴隨著特殊的地質、地形條件,因此被認為是旅游勝地,吸引了大量的游客和療養者。
在日本,有1500多個溫泉療養院,每年吸引著1億人前往休養。
我國具有悠久的利用地熱治療疾病的歷史,有許多含有各種礦物元素的溫泉,因此充分挖掘地熱的醫療價值,發展溫泉療養行業有著廣闊的發展前景。
你愛泡溫泉嗎
隨著與地熱利用相關的高新技術的發展,人們將能夠更準確地發現更多的地熱資源。
另外,更深的鉆井將讓我們從地層深處更加高效地提取地熱,因此地熱利用也必將迎來飛速的發展。
再比如,合理利用地熱能,可以使農作物早熟增產,在養殖方面也可以加速魚苗的培育和生長。
養殖非洲鯽魚、鰻魚、羅非魚、羅氏沼蝦等,就利用了地熱能進行培養,通過天然的地理優勢建立溫室,使其擁有最合適的生長環境。
羅氏沼蝦
地熱能的作用之大,未來還會體現在更多方面。