终极绿色能源

今年的夏天那么热，但有科学家说，这可能是今后十年中最凉快的夏天。气候变化这样的事，在地球的历史上发生过好多会，结果地球还在，但生物发生了大灭绝。科学家根据模型推算，如果在今后的几十年内，平均气温不控制在某一个值，那地球气候就会发生不可逆的变化，人类将在100年内灭绝。人类没了，地球还在又有什么意义？

控制气候最重要的一环，就是转向绿色能源。这方面，大家都知道一点，风能太阳能什么的，但时至今日，虽然转型有了进步，但那些绿色能源的量还是太小了，无法取代化石能源，而缺点也太多，不可控是最大的毛病。比较可控的绿色能源是水力发电和核能，中国在长江上密密麻麻的地造了好多电站，还有在造的，全国各种水电站都要上万了。但今年四川大旱，水电站就不工作了，最后还是指望污染大，排碳高的煤电。核电也有毛病，一旦出事，那可是大事，如切尔诺贝利，福岛。如果还是依赖煤电，人类死定了！有没有既可控，量又巨大足够取代化石燃料，又绿色，没有污染不排碳的能源呢？

是核聚变吗？太阳上的核聚变是两个氢原子聚变成氦， H+H=He, 不产生放射性粒子。但地球上即使在氢弹中，也是使用 2H+3H=He+N这个方式，地球上没太阳上那种程度的高温高压。这里就会产生一个中子，中子不带电，但有放射性损伤，中子弹（一种战术核武器）就是靠中子杀人的。可控核聚变现在还未实现，即使实现了，也是个核辐射很高的方式，其安全设施要求不会低于核裂变电站。而且，2H确实来源很广，但3H却是个稀缺资源，天然的几乎没有，需要制造出来。目前全球一年产量只有几公斤，来自于一个将要关闭的加拿大核电站（其采取了一种特别的方式进行核反应）。因此，核聚变不是一个理想的绿色能源！

正解是地热。说到地热，大家都会想起温泉，但好像有温泉地方并不多。其实，地球的中心就是个大火球。地心的热来自于什么，现在还有争议，有说来自于核聚变，地心的高温高压不亚于太阳，可以裂解水产生氢，氢聚变成氦并放出巨大能量；另有说来自放射性物质的裂变。所以地球自身就是个大核电站，地热是取之不尽用之不竭的。任何地方，只要掘得足够深（10000米左右), 都能碰到地热层。有的地方刚好碰到水层，就会出现温泉或热气，像黄石公园那样。但多数地方，是被称为干热岩的岩石层。

干热岩（HDR），是一般温度大于200℃，埋深数千米，内部不存在流体或仅有少量地下流体的高温岩体。这种岩体的成分可以变化很大, 绝大部分为中生代以来的中酸性侵入岩, 但也可以是中新生代的变质岩, 甚至是厚度巨大的块状沉积岩。干热岩的分布非常广，可以说无处不在！

全球陆区干热岩资源量相当于4950万亿吨标准煤，是全球所有石油、天然气和煤炭蕴藏能量的近30倍 ，中国大陆3~10千米深处干热岩资源量约合856万亿吨标准煤，占世界资源量的1/6左右。这只是目前估计量，由于地热由地心核反应不断产生，那些物质的寿命应该与地球同在，当以亿万年计算，可以认为地热资源是取之不尽的 。
 

目前的干热岩开发技术是这样的：开发干热岩资源的原理是从地表往干热岩中打一眼井（注入井）,封闭井孔后向井中高压注入温度较低的水, 产生了非常高的压力。在岩体致密无裂隙的情况下, 高压水会使岩体大致垂直最小地应力的方向产生许多裂缝。若岩体中本来就有少量天然节理, 这些高压水使之扩充成更大的裂缝。当然, 这些裂缝的方向要受地应力系统的影响。随着低温水的不断注入, 裂缝不断增加、扩大, 并相互连通, 最终形成一个大致呈面状的人工干热岩热储构造。在距注入井合理的位置处钻几口井并贯通人工热储构造, 这些井用来回收高温水、汽, 称之为生产井。注入的水沿着裂隙运动并与周边的岩石发生热交换, 产生了温度高达200-300℃的高温高压水或水汽混合物。从贯通人工热储构造的生产井中提取高温蒸汽, 用于地热发电和综合利用。利用之后的温水又通过注入井回灌到干热岩中, 从而达到循环利用的目的。

中国创新的重力热管技术，是把一根热管深入到干热岩层段，热管的管壁是一种导热速度极快的材料，热管内装有沸点很低的氨水，在接触到炽热的井壁之后，氨水很快变成氨蒸气，在重力的作用下返回地面。重力热管技术，只需要打一口井，不用压裂岩石，也不用消耗其他能源，是一种更安全、更节能的技术。

地热除了能发电，也可直接应用，地热能的直接利用发展十分迅速，已广泛地应用于工业加工、民用采暖和空调、洗浴、医疗、农业温室、农田灌溉、土壤加温、水产养殖、畜禽饲养等各个方面，收到了良好的经济技术效益，节约了能源。地热能的直接利用，技术要求较低，所需设备也较为简易。在直接利用地热的系统中，尽管有时因地热流中的盐和泥沙的含量很低而可以对地热加以直接利用，但通常都是用泵将地热流抽上来，通过热交换器变成热气和热液后再使用。这些系统都是最简单的，使用的是常规的现成部件。

在各种可再生能源的应用中，地热能显得较为低调，人们更多地关注来自太空的太阳能量，却忽略了地球本身赋予人类的丰富资源，地热能将有可能成为未来能源的重要组成部分。相对于太阳能和风能的不稳定性，地热能是较为可靠的可再生能源，这让人们相信地热能可以作为煤炭、天然气和核能的最佳替代能源。另外，地热能确实是较为理想的清洁能源，能源蕴藏丰富并且在使用过程中不会产生温室气体，对地球环境不产生危害。

地热，特别是干热岩的应用，还有很多的技术问题需要克服，但其前途是光明的，是已有技术中最有希望成为终极绿色能源的一种！