随着人类的生存发展,对于能源的需求量也在不断增加,一些重要的战略资源可谓是用一点少一点。没有想到,在深大底下2万米的地方发现了“新能源”,甚至可以供人类使用23亿年。
不过隐藏如此深的能源,想要开采也需要关键技术。而美国早已开始开采这样的能源,并将其用在了国防上面,这究竟是怎么回事呢?到底是怎样的无尽能源?
简单来说,地热能就是地球内部自己产生的热量。你可以把地球想象成一个巨大的“热鸡蛋”,地核是滚烫的蛋黄,地幔是蛋白,而我们生活的地壳只是那层薄薄的蛋壳。
越往深处,温度就越高,地核的温度甚至接近6000℃,足以融化岩石形成岩浆。这些热量会通过地质活动不断向上传导,有时通过火山、温泉或裂缝散发到地表,这就是我们所说的地热能。
目前地热能的主要利用方式包括发电和直接利用,像冰岛、菲律宾等地热资源丰富的国家,早就用地热来供暖和发电了。
而美国更是从20世纪中期就开始规模开发,截至2015年,地热发电已占全美电力结构的1.2%,虽然比例不高,但技术积累和装机容量都是世界领先。
但问题来了,地热能虽然总量大,可不是随便挖一挖就能用的。
我们脚下的地壳平均厚度就有17公里,再往下还有极端高温和高压环境,一般钻头根本扛不住。这也正是为什么尽管地热潜力巨大,但长期以来开发进度缓慢。
这项技术的关键在于,它不再单纯依靠“硬碰硬”的机械钻探,而是用高频微波产生极强的能量,隔空震碎岩石。
这种技术如果成熟,意味着人类将首次能够规模化开发深层地热资源,尤其是那些位于极高温岩层中的“干热岩”。
但技术虽好,真正要用起来还有很长路要走。尤其是在实际应用中,还要克服高温环境下的设备耐久、能量传输等一系列工程难题。不过,美国早就将这样的能源运用在军事领域。
你也许没想到,地热能这种看似民用的技术,竟然早就被美军盯上了。事实上,早在上世纪80年代,美国军方就开始研究地热能将其用在国防建设上。
到现在,美军已成为地热发电技术的最大推动者之一。为什么军方会对这种能源感兴趣?说到底,还是出于战略、竞争与环保的三重考量。
美军在全球拥有超过500个军事基地、50万栋建筑物,其中绝大部分电力供应依赖民用电网。
一份来自美国桑迪亚国家实验室的报告指出,这些电网不仅频繁断电,还极易在战时可遭到物理或网络攻击。
如果能用上地热能,尤其是在基地内部或附近建设地热电厂,将实现关键设施24小时不间断供电,不再受制于外部电网。
新技术使得地热开发不再依赖特定地质条件,通过多孔水力循环技术,可以在几乎任何地方建立地热供能系统。
这意味着未来美军可以在偏远的前线或临时基地实现能源自给,提升部署灵活性和持续作战能力。
美军是全球最大的单一能源消耗组织,每年能源开支超过1500亿美元。在国际减排承诺和国内政策推动下,军方必须提高可再生能源使用比例。
地热作为一种稳定、清洁的基载能源,自然成为重点选择。有分析预计,到2030年,美军在可再生能源上的投资将超过268亿美元。
不过,地热项目在美国的开发并不轻松。根据《国家环境政策法》,一个地热项目从评估到建成可能需经过多达六次环境审查,全程耗时可能七到十年。
这种长周期、高成本的特点,也限制了其快速推广。那么,同样作为能源消费大国的中国,又在这条路上走得怎么样?
实际上,中国在地热直接利用方面已经默默拿了多个世界第一。根据2023年世界地热大会报告,中国地热直接利用规模连续多年位居全球首位。
截至2021年底,全国地热面积已达13.3亿平方米,农业养殖、温泉利用等也在持续增长。但更值得关注的,是我们在深层地热领域的突破。
如果这个项目顺利发展,对我国东南沿海地区来讲会带来新的技术革命。我国地热资源类型丰富,从浅层地温能到中深层水热型,再到深层干热岩,分布广泛。特别是干热岩资源,潜力巨大。
中国地质调查局数据显示,仅我国陆区3000到10000米深处的干热岩资源量,就相当于856万亿吨标准煤。哪怕只开采2%,也是2023年全国能源消费总量的2993倍。
从技术追赶走向局部领先,从直接利用挺进深度发电,中国地热的发展路径清晰而扎实。而这背后,不仅是对清洁能源的追求,更是对国家能源战略安全的未雨绸缪。
地热能不像太阳能和风能那样看天吃饭,它是一种稳定、可靠、绿色的基载能源。从美国的微波钻探到中国的福深热1井,从军用电网安全到百姓冬季供暖,地热正悄然从配角走向主力。
但我们也要清醒地看到,地热开发依然面临高温环境技术、成本控制、环境影响和长周期审批等挑战。
它不会一蹴而就,替代所有传统能源,但它无疑正在成为全球能源转型中一片值得深挖的新大陆。
也许在不久的将来,我们真的能钻透地壳、用上地球深处的热量。到那时,能源危机或许将成为历史术语,而人类文明也将真正步入一个绿色、无限的新纪元。
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