主题：【翻译】可再生能源－－消除温室效应 1序 -- hwd99

16 地热能

来自两个方面：地壳内放射性物质衰减。以及来自地球核心的热能。地核释放热能是因为，原始地球是很热的，它在不断冷却和固化。

地热能是可再生能源，它一直有效，与天气无关。如果我们建地热能电站，我们能根据需要打开和关闭。

图 16.3 冰岛一家地热能电站

我们有多少地热能？我们可以计算两个方面：地壳表面平均能量和特定地点地热能，如冰岛。当然，最适合发展地热能电站的地方是地热丰富的地方。

减少地热能电站的困难在于热能从岩石传输到地面的限制因素和速率。就象使用草去吸取液体，你不知道什么时候吸取的是空气。液体数量有限，可是你不知道有多少，因而不可持续。

如果你从15公里深处获取热能，你会发现很容易产生沸水。你可以使用两个钻孔，一个注入冷水，另一个可以获得蒸汽，用来驱动蒸汽轮机发电。无限的电能？不，也许一段时间以后，地下岩石温度下降，你必须等待地核热能传输过来。也许正确的态度是，将其看成是一种资源，类似化石燃料。这将给我们另外一种能够提供100年左右能源的方案？本书主要对可再生能源感兴趣，下面我们来总结地热能。

可再生地热能

在一定深度下，地热能应是可再生的。这与取热速度有关。如果取热速度过快，导致地下越来越冷，超出地球传热速度，则不能看成是可再生的。

地热有两个来源，从放射性物质衰变和来自地核。从地心穿过地幔的能量密度是10mW/m2，地面热能密度是50mW/m2。因此，放射性物质衰变产生的热能是40mW/m2。

图16.4 地球温度分布

典型地面最大能量密度是50mW/m2。地热能品质低，是低等级热能。我们想使用它发电，所以我们必须钻孔到地下深处获取高温热源。在地下40公里温度是500度，在地面，热能密度最大，但温度最低，地下40km处，温度高但热能密度低（缺少了放射性衰败产生的能量）。有一个最佳深度。这与我们使用的电站设备有关。如果目标是最大可再生功率密度，我们可以为理学发电机找到最近深度。

根据温度分布，我计算最佳深度是15公里。能量传输密度是17mW/m2。如果使用所有陆地，根据世界人口密度为每平方公里43人，每人每天获得能量是10kWh。英国人口密度大5倍，因此，地热能可再生能量是每天每人2kWh。

这是可再生地热能情况，不考虑特殊热点。减少电站发电机效率是理想的，假设钻孔深度是任意的。钻15公里孔是可能的。

将地热能看成是矿藏

另外一个策略是将地热能看成是矿藏。在加强获取地热能情况下，我们钻两个孔，深度5－10公里。将冷水打入地下，获得热水和蒸汽。用来发电和送热。英国地热能资源如何？很不幸，英国资源不多，主要集中在Cornwall，1985年在Rosemanowes进行一些地热试验，现已关闭。咨询人员估计，在英国使用地热能发电，在短期和中期内，经济上和技术上都是不可行。那么资源如何？最大估计约130000TWh，可以为每个英国人每天提供1.1kWh持续800年。

世界其他地方的地热能资源，可以咨询当地。在英国，地热能的贡献是微不足道的。

南安普顿不是在使用地热能？它们使用多少？

是的，南安普顿地热能中心计划，在2004年是英国唯一计划。它提供城市热水。地热能井是一项良好供冷热电项目的一部分。地热冷贡献70GWh能量中15％，当地人口是217445，人均获得地热能是0.13kWh/d。

图16.6 地热能贡献

• 【索引】有关“全球变暖”问题的讨论整理汇总(三)