加強(qiáng)版地?zé)?/h1>
2009-12-31 00:00:00周明婕
新知客 2009年7期
將鉆頭深入地下3千米到10千米處，那里蘊(yùn)藏著巨大的熱能。
轟轟、轟#8943;#8943;隨著機(jī)械持續(xù)的噪聲，老波特面前的鉆頭不斷伸向地下。“鉆吧寶貝兒!再往下鉆#8943;#8943;”鉆頭的目標(biāo)是地下10 千米處的熱巖，它準(zhǔn)備在上面鉆一個(gè)孔。
鮑勃#8226;波特(Bob Potter)是增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)(EGS)的發(fā)明人之一。自20 世紀(jì)50 年代，波特和他的同事就開始在洛斯阿拉莫斯地區(qū)(Los Alamos)調(diào)查深埋地下的熱巖破裂口的能量潛力。他們的想法是:在這些發(fā)燙巖石的裂口注入水，然后用抽水機(jī)將被巖石加熱了的水抽出得到蒸汽來驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)，最后再將這些水注入到地下封閉的環(huán)狀回路以便循環(huán)使用。這就是EGS 的雛形。
更多的地?zé)?/p>
EGS 與傳統(tǒng)地?zé)嵯到y(tǒng)不同的是，它可以挖掘地下較深位置(約3.6~9 千米)的地?zé)?。美?guó)是一個(gè)蘊(yùn)藏地?zé)岬拇髮殠?，如果將地?zé)嵊米靼l(fā)電，與傳統(tǒng)化石燃料相比，它不會(huì)產(chǎn)生溫室氣體(CO2)與二氧化硫(SO2)等污染物;與風(fēng)能、太陽能系統(tǒng)相比，地?zé)岚l(fā)電廠又不受氣候和時(shí)間的影響，可以日夜工作，提供不中斷的電力。但問題是傳統(tǒng)地?zé)釋?duì)地質(zhì)狀況的要求非常高。目前，美國(guó)的淺層地?zé)豳Y源(井深300~400 米左右，即可開鑿出80℃ ~90℃的地?zé)崴?主要集中在西部地區(qū)，其他的地?zé)豳Y源必須通過深層鉆探才能得到。
波特的技術(shù)正解決了這個(gè)問題，它可以滿足普遍的EGS 的深度要求，這就使EGS 的構(gòu)想成為現(xiàn)實(shí)。如果EGS 達(dá)到普及，這就意味著，地?zé)崮芸梢栽谌珖?guó)使用。
20 世紀(jì)70 年代，EGS 由洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室 (Los Alamos National Lab) 首次提出。但隨著20世紀(jì)80 年代中期油價(jià)的下跌，政府對(duì)于地?zé)嵫芯康耐顿Y逐漸減少，EGS 技術(shù)幾乎被人們遺忘。波特也不得不放棄自己的研究。20 世紀(jì)90 年代，波特與麻省理工學(xué)院的化學(xué)工程師杰弗遜#8226;W#8226;泰斯特(Jefferson W. Tester)合作，共同研究出了一項(xiàng)叫做熱液裂變的鉆井專利技術(shù)(可以鉆得更深)。為了能使這種技術(shù)達(dá)到普及，2004 年，波特說服了自己的兒子在加利福尼亞紅杉市建立了一家鉆井技術(shù)的商業(yè)公司，專門開發(fā)可用于地?zé)衢_發(fā)的硬質(zhì)巖石鉆探技術(shù)。
與此同時(shí)，泰斯特教授也沒有停止自己的工作。2006 年，以他帶領(lǐng)的麻省理工18 人專家組提交了一份有關(guān)EGS 的報(bào)告。這份報(bào)告對(duì)使用EGS 技術(shù)是否能夠大幅度提高美國(guó)地?zé)豳Y源使用率及它的商業(yè)化發(fā)展做出了詳盡的評(píng)估，此外，還包括該技術(shù)是否會(huì)造成環(huán)境影響的檢測(cè)結(jié)果。
據(jù)這份研究顯示，地層下有足夠的熱能，并能以最小的環(huán)境代價(jià)來供應(yīng)美國(guó)未來電力10% 的需求。挖掘熱井確實(shí)有潛力代替國(guó)家目前正在大量使用的傳統(tǒng)化石燃料、水電和核電廠供應(yīng)電力。
麻省理工地球物理學(xué)教授圖克索茨(Nafi Toksoez)指出，現(xiàn)在美國(guó)的地?zé)崮茉聪到y(tǒng)每年生產(chǎn)的電力主要集中應(yīng)用在加利福尼亞州、夏威夷州、猶他州和內(nèi)華達(dá)州。相比較而言，僅這個(gè)能量就已經(jīng)是太陽能和風(fēng)能產(chǎn)生電力的總和。而它的潛力還不僅僅是這些，因?yàn)樵诿绹?guó)大部分地區(qū)其實(shí)都存在熱巖，只是它們的位置更深。
Google.org 的選擇
盡管如此，事情往往都不是那么完美的，波特從一開始就遇到了困難。EGS 的每個(gè)鉆井可能都需要花費(fèi)500 萬美元，這相當(dāng)于一個(gè)石油或天然氣鉆井成本的兩倍，因?yàn)檫@種鉆井的深度要達(dá)到15000英尺(4.57 千米)或更深，是石油或天然氣鉆井的兩倍，而且一個(gè)EGS 的發(fā)電站至少需要4 個(gè)井。由于資金的問題，波特的鉆井公司在好幾年里都毫無生氣，因?yàn)樗麄兏愕倪@個(gè)玩藝并不被那些硅谷投資風(fēng)險(xiǎn)家們看好。
“如果沒有谷歌，我的公司可能已經(jīng)沒了?！崩喜ㄌ卣f。2007 年8 月，這個(gè)互聯(lián)網(wǎng)巨頭旗下的機(jī)構(gòu)Google.org 同意投資400 萬美元給波特鉆井?；蛟S是因?yàn)椴ㄌ氐你@探演示打動(dòng)了谷歌，更或許是因?yàn)槁槭±砉さ膱?bào)告中神話般的數(shù)字。谷歌在2008 年將1100 萬美元投資用于發(fā)展EGS，這一金額高于美國(guó)政府當(dāng)年在地?zé)崮茼?xiàng)目上的投資額。“地?zé)崾且惶?4 小時(shí)、一星期7 天都在產(chǎn)生電力，在全美和全球各地都具發(fā)展?jié)摿Α！惫雀铓夂蚺c能源計(jì)劃主管萊徹表示。這家大型網(wǎng)絡(luò)公司甚至認(rèn)為地?zé)峥赡艹蔀槟茉唇绲臍⑹旨?jí)應(yīng)用程序。
像很多技術(shù)發(fā)展過程中顯示出的規(guī)律那樣，只要投入資金，改進(jìn)技術(shù)，地?zé)衢L(zhǎng)期遭到“冷遇”的狀況就得到了改變。波特父子也在不斷改進(jìn)自己的技術(shù)。他們將易碎的鉆頭和其他部件替換掉來削減成本和鉆井時(shí)間，因?yàn)殂@井的花費(fèi)可以占據(jù)一家地?zé)岚l(fā)電廠一半的成本。今年年末，波特還計(jì)劃將實(shí)驗(yàn)室搬到內(nèi)華達(dá)山脈腳下，他們將開始第一次測(cè)試，準(zhǔn)備鉆一個(gè)1000 英尺(304.8 米)的洞。
麻省理工研究小組成員，美國(guó)西弗吉尼亞大學(xué)助理教授布瑞恩#8226;安德森也對(duì)EGS 非?？春?“因?yàn)橛糜跓峋你@探和儲(chǔ)藏技術(shù)與一些被用于采油和天然氣的技術(shù)十分相似(如CO2 采油技術(shù))。因此，這項(xiàng)地?zé)岙a(chǎn)業(yè)也能夠像兩位工業(yè)巨人——石油和天然氣的生產(chǎn)商一樣與電力生產(chǎn)商建立良好關(guān)系?！?/p>
如果真的是這樣，那么波特可能會(huì)和谷歌一樣創(chuàng)造神話，不過這次是在能源領(lǐng)域了。
將鉆頭深入地下3千米到10千米處，那里蘊(yùn)藏著巨大的熱能。
轟轟、轟#8943;#8943;隨著機(jī)械持續(xù)的噪聲，老波特面前的鉆頭不斷伸向地下。“鉆吧寶貝兒!再往下鉆#8943;#8943;”鉆頭的目標(biāo)是地下10 千米處的熱巖，它準(zhǔn)備在上面鉆一個(gè)孔。
鮑勃#8226;波特(Bob Potter)是增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)(EGS)的發(fā)明人之一。自20 世紀(jì)50 年代，波特和他的同事就開始在洛斯阿拉莫斯地區(qū)(Los Alamos)調(diào)查深埋地下的熱巖破裂口的能量潛力。他們的想法是:在這些發(fā)燙巖石的裂口注入水，然后用抽水機(jī)將被巖石加熱了的水抽出得到蒸汽來驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)，最后再將這些水注入到地下封閉的環(huán)狀回路以便循環(huán)使用。這就是EGS 的雛形。
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EGS 與傳統(tǒng)地?zé)嵯到y(tǒng)不同的是，它可以挖掘地下較深位置(約3.6~9 千米)的地?zé)?。美?guó)是一個(gè)蘊(yùn)藏地?zé)岬拇髮殠?，如果將地?zé)嵊米靼l(fā)電，與傳統(tǒng)化石燃料相比，它不會(huì)產(chǎn)生溫室氣體(CO2)與二氧化硫(SO2)等污染物;與風(fēng)能、太陽能系統(tǒng)相比，地?zé)岚l(fā)電廠又不受氣候和時(shí)間的影響，可以日夜工作，提供不中斷的電力。但問題是傳統(tǒng)地?zé)釋?duì)地質(zhì)狀況的要求非常高。目前，美國(guó)的淺層地?zé)豳Y源(井深300~400 米左右，即可開鑿出80℃ ~90℃的地?zé)崴?主要集中在西部地區(qū)，其他的地?zé)豳Y源必須通過深層鉆探才能得到。
波特的技術(shù)正解決了這個(gè)問題，它可以滿足普遍的EGS 的深度要求，這就使EGS 的構(gòu)想成為現(xiàn)實(shí)。如果EGS 達(dá)到普及，這就意味著，地?zé)崮芸梢栽谌珖?guó)使用。
20 世紀(jì)70 年代，EGS 由洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室 (Los Alamos National Lab) 首次提出。但隨著20世紀(jì)80 年代中期油價(jià)的下跌，政府對(duì)于地?zé)嵫芯康耐顿Y逐漸減少，EGS 技術(shù)幾乎被人們遺忘。波特也不得不放棄自己的研究。20 世紀(jì)90 年代，波特與麻省理工學(xué)院的化學(xué)工程師杰弗遜#8226;W#8226;泰斯特(Jefferson W. Tester)合作，共同研究出了一項(xiàng)叫做熱液裂變的鉆井專利技術(shù)(可以鉆得更深)。為了能使這種技術(shù)達(dá)到普及，2004 年，波特說服了自己的兒子在加利福尼亞紅杉市建立了一家鉆井技術(shù)的商業(yè)公司，專門開發(fā)可用于地?zé)衢_發(fā)的硬質(zhì)巖石鉆探技術(shù)。
與此同時(shí)，泰斯特教授也沒有停止自己的工作。2006 年，以他帶領(lǐng)的麻省理工18 人專家組提交了一份有關(guān)EGS 的報(bào)告。這份報(bào)告對(duì)使用EGS 技術(shù)是否能夠大幅度提高美國(guó)地?zé)豳Y源使用率及它的商業(yè)化發(fā)展做出了詳盡的評(píng)估，此外，還包括該技術(shù)是否會(huì)造成環(huán)境影響的檢測(cè)結(jié)果。
據(jù)這份研究顯示，地層下有足夠的熱能，并能以最小的環(huán)境代價(jià)來供應(yīng)美國(guó)未來電力10% 的需求。挖掘熱井確實(shí)有潛力代替國(guó)家目前正在大量使用的傳統(tǒng)化石燃料、水電和核電廠供應(yīng)電力。
麻省理工地球物理學(xué)教授圖克索茨(Nafi Toksoez)指出，現(xiàn)在美國(guó)的地?zé)崮茉聪到y(tǒng)每年生產(chǎn)的電力主要集中應(yīng)用在加利福尼亞州、夏威夷州、猶他州和內(nèi)華達(dá)州。相比較而言，僅這個(gè)能量就已經(jīng)是太陽能和風(fēng)能產(chǎn)生電力的總和。而它的潛力還不僅僅是這些，因?yàn)樵诿绹?guó)大部分地區(qū)其實(shí)都存在熱巖，只是它們的位置更深。
Google.org 的選擇
盡管如此，事情往往都不是那么完美的，波特從一開始就遇到了困難。EGS 的每個(gè)鉆井可能都需要花費(fèi)500 萬美元，這相當(dāng)于一個(gè)石油或天然氣鉆井成本的兩倍，因?yàn)檫@種鉆井的深度要達(dá)到15000英尺(4.57 千米)或更深，是石油或天然氣鉆井的兩倍，而且一個(gè)EGS 的發(fā)電站至少需要4 個(gè)井。由于資金的問題，波特的鉆井公司在好幾年里都毫無生氣，因?yàn)樗麄兏愕倪@個(gè)玩藝并不被那些硅谷投資風(fēng)險(xiǎn)家們看好。
“如果沒有谷歌，我的公司可能已經(jīng)沒了?！崩喜ㄌ卣f。2007 年8 月，這個(gè)互聯(lián)網(wǎng)巨頭旗下的機(jī)構(gòu)Google.org 同意投資400 萬美元給波特鉆井?；蛟S是因?yàn)椴ㄌ氐你@探演示打動(dòng)了谷歌，更或許是因?yàn)槁槭±砉さ膱?bào)告中神話般的數(shù)字。谷歌在2008 年將1100 萬美元投資用于發(fā)展EGS，這一金額高于美國(guó)政府當(dāng)年在地?zé)崮茼?xiàng)目上的投資額。“地?zé)崾且惶?4 小時(shí)、一星期7 天都在產(chǎn)生電力，在全美和全球各地都具發(fā)展?jié)摿Α！惫雀铓夂蚺c能源計(jì)劃主管萊徹表示。這家大型網(wǎng)絡(luò)公司甚至認(rèn)為地?zé)峥赡艹蔀槟茉唇绲臍⑹旨?jí)應(yīng)用程序。
像很多技術(shù)發(fā)展過程中顯示出的規(guī)律那樣，只要投入資金，改進(jìn)技術(shù)，地?zé)衢L(zhǎng)期遭到“冷遇”的狀況就得到了改變。波特父子也在不斷改進(jìn)自己的技術(shù)。他們將易碎的鉆頭和其他部件替換掉來削減成本和鉆井時(shí)間，因?yàn)殂@井的花費(fèi)可以占據(jù)一家地?zé)岚l(fā)電廠一半的成本。今年年末，波特還計(jì)劃將實(shí)驗(yàn)室搬到內(nèi)華達(dá)山脈腳下，他們將開始第一次測(cè)試，準(zhǔn)備鉆一個(gè)1000 英尺(304.8 米)的洞。
麻省理工研究小組成員，美國(guó)西弗吉尼亞大學(xué)助理教授布瑞恩#8226;安德森也對(duì)EGS 非?？春?“因?yàn)橛糜跓峋你@探和儲(chǔ)藏技術(shù)與一些被用于采油和天然氣的技術(shù)十分相似(如CO2 采油技術(shù))。因此，這項(xiàng)地?zé)岙a(chǎn)業(yè)也能夠像兩位工業(yè)巨人——石油和天然氣的生產(chǎn)商一樣與電力生產(chǎn)商建立良好關(guān)系?！?/p>
如果真的是這樣，那么波特可能會(huì)和谷歌一樣創(chuàng)造神話，不過這次是在能源領(lǐng)域了。
