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开掘地下的绿色能源
发布时间:2024-12-09
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唐朝诗人白居易的《长恨歌》里写道:春寒赐浴华清池,温泉水滑洗凝脂。这个“华清池”就是利用地热的一个例子。

地球是一个平均半径约为6371千米的实心球体。它的构造就像是一个半熟的鸡蛋,主要分为三层。地球的外表相当于蛋壳,这部分叫作“地壳”,厚度从几千米到70千米不等,其中大陆壳较厚,海洋壳较薄。地壳的下面是“中间层”,相当于鸡蛋白,也叫“地幔”它主要是由熔融状态的岩浆构成,厚度约为2900千米。地球的内部相当于蛋黄的部分叫作“地核”。

地球每一层的温度很不相同。地表以下平均每下降100米,温度就升高3℃。在地热异常区,温度随深度增加得更快。根据资料推断,地壳底部和地幔上部的温度约为600℃,地核约为4000~5000℃。

地球内部产生的热量是从哪里来的呢?一般认为,是由于地球所含的放射性元素的衰变产生的。有人估计,在地球的历史中,地球内部由于放射性元素衰变而产生的热量,平均每年有5万亿亿卡(1卡=4.18焦)——这是多么巨大的热源啊!1981年8月,联合国新能源会议在肯尼亚首都内罗毕召开,据会议技术报告介绍,全球潜在的地下热能总量约为全球其他能源总量的45万倍,约为煤全部燃烧所放出热能的1.7亿倍。

现代科技可用地热发电,其原理跟火力发电相同:利用地底高热加热地下水,使其形成蒸汽,推动涡轮机旋转发电。比起火力发电,地热发电不产生环境污染,也不消耗不可再生能源,非常环保。

不过,要使水变成蒸汽,需要高温热能,取热井必须挖得很深,这对技术和投资的要求都很高,所以一般家庭要利用地热就要采取其他方式。

家里有水井的人都有体会,冬天水井里的水比寒冷的空气要暖和得多。这是因为在地表以下,有一个几百米深的恒温区,这里的温度平均为15℃左右,随地区及地质条件不同而略有差别。把这些温度恒定而非高温的热能采集后,输入到一种叫作“热泵”的特殊装置,热泵里的冷凝剂(沸点很低,可以在-20℃沸腾)会因为这些热能蒸发成气体,当热泵中的压缩机将气体进一步压缩后,温度可以升高到60℃以上,从而加热室内水箱里的水。

正如水井里的水冬暖夏凉一样,利用地下恒温区的水不仅可以在冬天取暖,也可以在夏天降温纳凉。这时候只要把热泵的一个阀门反转过来,就能起到冰箱的作用。

我们可以把地热采集系统看成一个会使“寒冰烈火掌”的高手,地下管道是他的丹田,热泵是他的双手。在夏天,使出“寒冰掌”;在冬天,使出“烈火掌”。