世界上深地熱發(fā)電井：井深5000米 溫度900度

世界上深地熱發(fā)電井：井深5000米 溫度900度

北歐冰島以其豐富的地熱資源*。但要想充分利用這些地熱資源，需要向地下更深處前進，下面，讓我們一起來探訪有史以來世界上溫度gao、鉆探深的地熱發(fā)電井。

該項目屬于“冰島深層鉆探計劃”（IDDP）的一部分，是由冰島國家能源管理局和冰島幾家主要的能源公司在2000年成立的深層高溫地熱研發(fā)計劃。目前的合作伙伴還包括挪威國家石油公司。其曾于2009年動工，并在地下兩公里處遇到了堅硬的巖石障礙，鉆頭被卡，在鉆頭再次被卡時，工程師還使用強酸來解決問題，但取得的進展有限。

冰島遍布著大大小小的地熱發(fā)電廠，每個發(fā)電廠都有著多個地熱井.

當火山熔巖開始滲入鉆孔時，工程師明白鉆頭已經(jīng)到達了巖漿層，很快巖漿便毀壞了鉆探設備，鉆孔塌陷。在項目啟動時，工程師并沒有打算鉆進巖漿層，但這也表明深入巖漿層能夠得到更多熱能。其鉆井頂端溫度超過900攝氏度（1625華氏度），這個溫度能夠產(chǎn)生高溫的超臨界蒸汽。這樣以來，單個地熱發(fā)電井所產(chǎn)生的能量能夠為數(shù)萬家庭提供能源。

冰島遍布著大大小小的地熱發(fā)電廠，每個發(fā)電廠都有著多個地熱井，可以有效利用地熱資源，但大多數(shù)地熱井都比較淺。但是如果想要對這種地熱資源進行充分利用，地熱井就需要鉆得更深。巖漿層附近的高溫高壓能夠使得單個地熱井產(chǎn)生高達36兆瓦的電力，是現(xiàn)有地熱井產(chǎn)量的10倍。單個深井產(chǎn)生的電力相當于現(xiàn)有整個地熱發(fā)電廠的產(chǎn)量，能夠為數(shù)萬家庭提供電能。

地熱是世界上尚未有效開發(fā)的清潔能源之一，但是應對深井中的條件也是一個巨大的挑戰(zhàn)。這就是為什么時隔7年之后，冰島深層鉆探計劃再次啟動，這次鉆探深度有望達到5公里。

在這個深度，溫度或?qū)⑦_到500攝氏度。水在200個大氣壓以及400攝氏度的高溫高壓下，會呈現(xiàn)既不是液體也不是氣體，而是一種超臨界的流體，可以像加壓蒸汽一樣流動。

Gudmundur Fridleifsson是冰島可再生能源公司HS Orka的地質(zhì)學家，筆者跟隨其來到冰島深層鉆探計劃的新址——位于西南部的雷克雅那半島，其距離東北部的IDDP舊址約200公里。

四驅(qū)車沿著蜿蜒道路一路開去，我們逐步深入一個表面巖石層僅有一百萬年歷史的地區(qū)，該地區(qū)依舊被熔巖流所不斷重塑，地面密布了各樣顏色的條紋，看起來像熔巖流動新留下的痕跡。

我們穿過地熱場，大量蒸汽逸散到空中，硫磺的臭味無處不在。Gudmundur Fridleifsson對這種氣味很熟悉，“我們稱之為冰島香水。”

1973年，Gudmundur  Fridleifsson在威斯特曼群島次看到活火山噴發(fā)，地表出現(xiàn)了一個約兩公里長的裂縫，熔巖*噴涌而出。那次熔巖噴發(fā)在當?shù)卦斐捎?000人流離失所。

由于特殊的地理位置，冰島地區(qū)火山活動異常頻繁。其坐落在大西洋中部洋脊頂部，正好處于兩個板塊的交界處，因此地質(zhì)活動異常頻繁。

我們到達目的地時，鉆機正在工作，轟鳴聲在冬季的曠野中回蕩。工人正在將鉆桿移動到適當位置并將其打入地下。此次鉆探地點曾在1985年進行過地熱鉆探，遇到了意想不到的地熱區(qū)。當時沒有人知道該怎么辦，于是便堵上了鉆孔。工程項目經(jīng)理Ari Stefansson指出，沒人知道地下真正有什么，“我們鉆的越深，發(fā)現(xiàn)的東西越有趣。”

Ari Stefansson坐在供熱房間里，看著xin的鉆探信息。屏幕上顯示出各種圖像信息，其中為關鍵的在于鉆頭深度。Ari Stefansson介紹說，“現(xiàn)在我們的鉆頭深度是4090米。”僅僅在幾周之前鉆孔深度還是3640米，現(xiàn)在距離終目標還有約1公里的距離。

深層鉆探計劃所取得的巖芯

此次深層鉆探的成功或?qū)⒊R界流體能夠廣泛應用于世界各地。加利福尼亞大學河濱大學地質(zhì)學家和名譽教授威爾弗雷德·埃爾德斯（Willfred Elders）正在與IDDP合作，他指向墻上的地圖，介紹了世界上其他一些有地熱資源的地區(qū)。

“我們可以在這里驗證相關應用，然后在其他地方推廣，”埃爾德斯說，加利福尼亞某地擁有著世界上大的地熱儲層。

HS Orka的執(zhí)行官Asgeir Margeirsson表示，如果深鉆工程獲得成功，相應的地熱能被廣泛應用，那么帶來的不僅僅是廉價電力，譬如雷克雅那半島的地熱發(fā)電工廠現(xiàn)在就在直接向當?shù)仄髽I(yè)提供熱水。

雷克雅那半島的地熱發(fā)電工廠現(xiàn)在就在直接向當?shù)仄髽I(yè)提供熱水

而Gudmundur Fridleifsson指出，冰島一個專門養(yǎng)殖熱帶魚的工廠采用地熱來加熱水溫，而另一家公司則利用地熱蒸汽來干燥鮮魚，從而可以將魚干在常溫下出口到尼日利亞。還有道路、停車場等利用地熱來融雪，Asgeir Margeirsson稱“這在冬季減少了戶外活動時滑倒的風險，也在一定程度上減少了醫(yī)療負擔。”

然而，并不是所有的冰島人都歡迎地熱發(fā)電。有人認為雷克雅那半島等領域已被電力公司過度開發(fā)，可能會導致資源消耗的速度過快。而有些人則擔心鉆井和注水會引發(fā)地震。這種擔憂也是真實存在的。2005年，瑞士巴塞爾一個地熱發(fā)電井在一系列地震后被遺棄，其中一次地震強度高達3.4級，導致建筑物部分損壞。Asgeir Margeirsson也承認，注水會引起輕微地震，但他認為輕微地震是一件好事，有助于釋放地下過多的能量。

無論如何，很多人堅信地熱能是解決能源危機的重要手段。英國杜倫大學Jon Gluyas指出：“地熱資源是是可持續(xù)的，堪稱可再生能源，且不會產(chǎn)生高放射性廢物，”對深度鉆探計劃非常感興趣的英國達勒姆大學Jon Gluyas教授指出，“譬如在英國，我們使用的能源有一半是用家庭和辦公室取暖。如果使用我們所擁有的地熱資源，我們至少可以持續(xù)采暖100年，同時減少近50％的二氧化碳排放。”

Gudmundur Fridleifsson和他的同事已經(jīng)在計劃他們的下一個項目。Gudmundur Fridleifsson透露，2020年他們計劃在冰島西南部的Hengill火山斜坡上開始鉆探。

在回冰島雷克雅未克的漫長道路上，遠處地平線上的地熱蒸汽正在藍天下緩緩上升。每一個都在提醒我們，那里的地下所擁有的巨大財富資源。

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