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高风险也高收益,我们可以透过岩浆井提高地热效率吗?

2024-5-17 未解之谜网

岩浆的温度低至650°C、高至1,400°C,我们有办法直接从岩浆中取“地热”吗?这是冰岛克拉夫拉岩浆试验台(KraflaMagmaTestbed,KMT)一直以来的目标。

得益于得天独厚的地理条件,冰岛99%的电力都是依靠再生能源,其中73%的电力源自水力发电,另外26.8%则来自地热。


为了直接获得地热资源,2009年冰岛研究人员还打算钻入一座火山。最初的计划是向下钻探4.5公里到岩浆库的上方,只是岩浆一旦被扰动就会有变数,他们仅钻探2公里就穿透岩浆库上部,使得滚烫岩浆堵塞岩浆井、损坏钻头,还释放出有毒气体;2014年的类似计划也得到相同结果,钻头意外撞到岩浆房,设备被酸性气体毁坏。

研究人员不气馁,还认为这是个好消息,因为岩浆库比预期更接近地表、更容易研究,更有机会应用在地热发电厂。

克拉夫拉岩浆试验台可以说是世界上第一个岩浆观测站,还获得来自11个不同国家40多个研究机构和公司的支持。其目标有三,首先研究岩浆、以及岩浆与周遭岩石相互作用,找出转移热量的方法,其次是能直接观察火山,最终能优化火山监测、预警系统,最后是运用岩浆的庞大热能,大幅提高地热能的效率。

目前计划部署在克拉夫拉地热发电厂(KraflaPowerStation)附近,有大量机会进行实际发电试验。团队认为,高温能使涡轮机进入超临界状态,水在220巴(bar)压力下加热到373°C以上时就会进入此状态,转变成既不是气体也不是液体的物质。届时水可以容纳比普通水或蒸汽多10倍的能量,超临界水可以说是地热发展的圣杯。

克拉夫拉岩浆试验台执行长BjörnÞórGuðmundsson接受ThinkGeoenergy采访时表示,该计划将分两阶段启动:2026年开始钻探火山研究井,第二期于2028年启动展开能源研究。

Guðmundsson表示,克拉夫拉岩浆试验台不同之处在于,目标是从热液系统底部回收岩浆核心,同时监测该温度,这是科学家第一次获得这种样本,盼将温度和压力感测器放入岩浆中,直接测量岩浆行为。

克拉夫拉岩浆试验台团队也表示,这次已经确保,使用的所有设备都能够应对先前钻探中出现的恶劣条件,且前两次经验没有引发意外火山爆发使团队对未来工作的安全充满信心。

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