地热：深入地下3千米处的新能源

地层下有足够的热能，并能以最小的环境代价来供应美国未来电力10%的需求。挖掘热井确实有潜力代替国家目前正在大量使用的传统化石燃料、水电和核电厂供应电力。

图：冰岛雷克雅莫西部的地热能电厂。冰岛可以说拥有众多天然的增强型地热系统：由于处在欧亚和北美构造板块的边界地带，持续不断的地壳活动使冰岛的地下产生了无数断层和裂缝，降水从高山地带渗透到1~3 千米深的基岩，受到岩浆加热，随后由于密度减小就会自己上升至地表。因此在冰岛，地热发电占全国总发电量的19%以上。

将钻头深入地下3千米到10千米处，那里蕴藏着巨大的热能。

轰轰、轰??随着机械持续的噪声，老波特面前的钻头不断伸向地下。“钻吧宝贝儿！再往下钻??”钻头的目标是地下10 千米处的热岩，它准备在上面钻一个孔。

鲍勃·波特（Bob Potter）是增强型地热系统（EGS）的发明人之一。自20 世纪50 年代，波特和他的同事就开始在洛斯阿拉莫斯地区（Los Alamos）调查深埋地下的热岩破裂口的能量潜力。他们的想法是：在这些发烫岩石的裂口注入水，然后用抽水机将被岩石加热了的水抽出得到蒸汽来驱动涡轮机，最后再将这些水注入到地下封闭的环状回路以便循环使用。这就是EGS 的雏形。

更多的地热

EGS 与传统地热系统不同的是，它可以挖掘地下较深位置（约3.6~9 千米）的地热。美国是一个蕴藏地热的大宝库，如果将地热用作发电，与传统化石燃料相比，它不会产生温室气体（CO2）与二氧化硫（SO2）等污染物；与风能、太阳能系统相比，地热发电厂又不受气候和时间的影响，可以日夜工作，提供不中断的电力。但问题是传统地热对地质状况的要求非常高。目前，美国的浅层地热资源（井深300~400 米左右，即可开凿出80℃ ~90℃的地热水）主要集中在西部地区，其他的地热资源必须通过深层钻探才能得到。

波特的技术正解决了这个问题，它可以满足普遍的EGS 的深度要求，这就使EGS 的构想成为现实。如果EGS 达到普及，这就意味着，地热能可以在全国使用。

20 世纪70 年代，EGS 由洛斯阿拉莫斯国家实验室 (Los Alamos National Lab) 首次提出。但随着20世纪80 年代中期油价的下跌，政府对于地热研究的投资逐渐减少，EGS 技术几乎被人们遗忘。波特也不得不放弃自己的研究。20 世纪90 年代，波特与麻省理工学院的化学工程师杰弗逊·W·泰斯特（Jefferson W. Tester）合作，共同研究出了一项叫做热液裂变的钻井专利技术（可以钻得更深）。为了能使这种技术达到普及，2004 年，波特说服了自己的儿子在加利福尼亚红杉市建立了一家钻井技术的商业公司，专门开发可用于地热开发的硬质岩石钻探技术。

与此同时，泰斯特教授也没有停止自己的工作。2006 年，以他带领的麻省理工18 人专家组提交了一份有关EGS 的报告。这份报告对使用EGS 技术是否能够大幅度提高美国地热资源使用率及它的商业化发展做出了详尽的评估，此外，还包括该技术是否会造成环境影响的检测结果。

据这份研究显示，地层下有足够的热能，并能以最小的环境代价来供应美国未来电力10% 的需求。挖掘热井确实有潜力代替国家目前正在大量使用的传统化石燃料、水电和核电厂供应电力。

麻省理工地球物理学教授图克索茨（Nafi Toksoez）指出，现在美国的地热能源系统每年生产的电力主要集中应用在加利福尼亚州、夏威夷州、犹他州和内华达州。相比较而言，仅这个能量就已经是太阳能和风能产生电力的总和。而它的潜力还不仅仅是这些，因为在美国大部分地区其实都存在热岩，只是它们的位置更深。

Google.org 的选择

尽管如此，事情往往都不是那么完美的，波特从一开始就遇到了困难。EGS 的每个钻井可能都需要花费500 万美元，这相当于一个石油或天然气钻井成本的两倍，因为这种钻井的深度要达到15000英尺（4.57 千米）或更深，是石油或天然气钻井的两倍，而且一个EGS 的发电站至少需要4 个井。由于资金的问题，波特的钻井公司在好几年里都毫无生气，因为他们搞的这个玩艺并不被那些硅谷投资风险家们看好。

“如果没有谷歌，我的公司可能已经没了。”老波特说。2007 年8 月，这个互联网巨头旗下的机构Google.org 同意投资400 万美元给波特钻井。或许是因为波特的钻探演示打动了谷歌，更或许是因为麻省理工的报告中神话般的数字。谷歌在2008 年将1100 万美元投资用于发展EGS，这一金额高于美国政府当年在地热能项目上的投资额。“地热是一天24 小时、一星期7 天都在产生电力，在全美和全球各地都具发展潜力。”谷歌气候与能源计划主管莱彻表示。这家大型网络公司甚至认为地热可能成为能源界的杀手级应用程序。

像很多技术发展过程中显示出的规律那样，只要投入资金，改进技术，地热长期遭到“冷遇”的状况就得到了改变。波特父子也在不断改进自己的技术。他们将易碎的钻头和其他部件替换掉来削减成本和钻井时间，因为钻井的花费可以占据一家地热发电厂一半的成本。今年年末，波特还计划将实验室搬到内华达山脉脚下，他们将开始第一次测试，准备钻一个1000 英尺（304.8 米）的洞。

麻省理工研究小组成员，美国西弗吉尼亚大学助理教授布瑞恩·安德森也对EGS 非常看好：“因为用于热井的钻探和储藏技术与一些被用于采油和天然气的技术十分相似（如CO2 采油技术）。因此，这项地热产业也能够像两位工业巨人——石油和天然气的生产商一样与电力生产商建立良好关系。”

如果真的是这样，那么波特可能会和谷歌一样创造神话，不过这次是在能源领域了。 (本文来源：新知客 作者：周明婕)