美國地熱能開發(fā)商計劃今年夏天向位于俄勒岡州中部的紐貝里火山注入約1億升水,檢驗最新地熱能技術(shù)。
紐貝里火山是一座休眠火山,第四季冰期前首次爆發(fā),產(chǎn)生2個火山湖和400個火山灰燼錐狀物。如今已經(jīng)休眠了1300年。
阿爾塔巖能源公司計劃在今年夏天用21天時間,以每分鐘約3637升的速度,把冷水灌入預先開鑿好的實驗井中。實驗井深約3231米,下面是溫度超過100攝氏度的無縫隙巖層。
根據(jù)設想,水壓會令無縫隙巖層產(chǎn)生細小裂縫,引發(fā)微地震,形成儲水空間。與此同時,水與巖層接觸,溫度升高。
科學家會利用靈敏的地震探測器繪制出巖層破裂情況圖,待破裂直徑達到一定程度后,開鑿出另一個“生產(chǎn)井”,這樣形成一個閉式回路,水蒸氣就可以被帶上地面,蒸汽推動渦輪,形成電能。
這一過程被稱為“增強型地熱系統(tǒng)”。
一個多世紀以來,人們收集地表的熱水或蒸汽驅(qū)動渦輪以發(fā)電,傳統(tǒng)的水熱資源已經(jīng)得到充分利用。如今,研究的熱點領域轉(zhuǎn)向深層地熱。為此,科學家開發(fā)出增強型地熱系統(tǒng)。
不過,增強型地熱系統(tǒng)也有一定局限性,比如,它破壞地下巖層的能力有限,因此熱能的產(chǎn)出量受到限制,很難支持商業(yè)用途的發(fā)電站。
為解決這個問題,阿爾塔巖能源公司將在紐貝里火山實驗中引入用來制造可降解杯子的塑料聚合體。這種微小的塑料聚合體能堵塞部分裂縫,讓冷水不斷破壞更深層巖體。一段時間后,塑料聚合體自行降解。這樣,裂隙的數(shù)量將比以往大大增加。
為支持紐貝里火山實驗,美國能源部撥款2150萬美元。這一實驗還吸引一些民間投資,谷歌公司就為它投資約630萬美元。
利用增強型地熱系統(tǒng)建造的電站在運行中沒有溫室氣體排放,環(huán)境影響小,成本低。但運行過程中破壞巖石,可能會引發(fā)地震。
伯克利勞倫斯國家實驗所地震學家厄尼·馬耶爾說,紐貝里火山實驗造成地震的可能性非常小,而且實驗地點遠離人口稠密區(qū),就算有輕微地震,也不會造成財產(chǎn)損失。盡管如此,能源部仍會緊密監(jiān)測實驗過程。