火山发电:岩浆的力量

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  地球就像是巨型的核反应堆,通过分解放射性元素来释放热量。人类为了驾驭这股热量,就提出了地热发电技术。即,利用液压或爆破碎裂法将水注入到高温岩层中,产生水蒸气,然后将水蒸气抽出地面推动涡轮机转动,从而发电。
  按照能量守恒定律,地热电站发出的电能源于地下岩层的热能,岩层温度越高,可供提取的能量也就越多。于是,科学家不禁想到,火山岩浆是地下岩层中温度最高的物质,我们是否应当想办法对其加以利用呢?
  北欧的冰岛就凭借得天独厚的地理条件,将上述想法變成了现实。
  冰岛位于大西洋中脊的北端,骑跨在北美版块和亚欧板块的交界处,而这两大板块正以每年1厘米的速度分离,地壳频繁撕裂。炽热的岩浆沿着地壳的缝隙时时上涌,或者造成火山喷发,或者顺着地壳裂缝凝固成熔岩,形成松散多孔的火山区岩层。在冰岛的冰天雪地,缺乏树木植被来固定水分。火山区的岩层就像海绵一样,每年吸收几百厘米的降雨,并且在地底汇集成“水库”。
  当水渗透到地下3000~5000米的深处,就可以接触到高温的岩浆,形成温度超过370℃、压力高于200个大气压的“超临界流体”——在这种状态下,水既是液体也是蒸汽,蕴含更高的地热能。
  2017年,在雷克雅尼斯半岛,科学家完成了首个“超临界蒸汽发电站”的建设。该发电站在火山山脉钻井4659米,直达岩浆房,地下水可以从火山岩浆中获取热量,变成超临界流体。科学家估计,如果用超临界流体代替水蒸气来驱动涡轮机发电,对外输出的电能可以提高10倍。
  在接下来的两年里,科学家将会维护和改进这种新型的“火山电站”,在确保其安全可靠之后,将会在全世界进行推广。
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