正文 第9章 科技創新——繼續探索電的新奧妙(1)(1 / 3)

電自從走入了千家萬戶,人類就沒有間斷過對電的深入研究,在人類漫漫的發展長河中,電對人類社會的現代化作出了重大貢獻。

在全球能源短缺、環境汙染嚴重的今天,世界各國和地區的科學家,把開發能源的目光轉向了清潔能源,另外也是因為電的“優點”太多太多,科學界在不斷地開發關於電的新能源。目前世界上已經有很多新型能源應用在我們生活中,當然還有我們未知的新能源。

下麵我們來了解一些人類在關於電的新能源上的孜孜探索之路。

第一節新型發電

1.地下高溫岩石發電

你聽過地下深處的岩石可以發電嗎?事實上這一新能源-地下深處的高溫岩石,很快就會成為21世紀發電的主要熱源。

茫茫大地上,最常見的莫過於岩石。在岩石中除含有各種各樣的礦產資源,例如銅、鉛、鋅、鎢、錫、鉬、鐵、鈦、鈾甚至石油、煤等礦產資源以外,地球深處的高溫岩石中還蘊藏著極其豐富的熱能資源。這是為什麼呢?原來,地殼的溫度越往下越高。在地殼下100千米深處,溫度大約變化於1500℃~2000℃之間。在那裏,所有物質都被熔化為流動的岩漿。

在能源短缺、環境汙染嚴重的今天,人們把研究的方向很明確地轉向了電能的開發利用上,其中更把目光由地球表層移向地下深處,緊盯住地下深處的岩石,研究開發地下高溫岩石的熱能,並用來發電造福人類。科學家預測,21世紀是人們利用地下高溫岩石發電、並成為發電新技術的新時代。

在高速發展的現代社會,人們能夠利用精密的地球物理探礦方法,準確地探明地殼深處的物質成分,然後用深鑽機打到幾萬米的深度,讓岩漿像泉水一樣噴出地麵,供人類提煉各種有用的元素,為人類提供熱能發電,造福一代又一代的人類。

據有關地質學家預測,儲藏在地球深處岩石中的能量,大約等於地球全部石油、煤炭、天然氣蘊藏量的30倍,能滿足人類數萬年的能源需求。專家測定,在美國地表下6.4千米範圍內岩石儲藏的熱能,相當於3000萬億桶原油,是美國全年能源消耗總量的20萬倍;英國若僅用魯斯曼諾花崗岩層熱能發電,其電力將占英國總電力的25%;澳大利亞若開發地下全部的高溫岩石熱能,理論上可供澳大利亞利用7500年之久。從以上令我們吃驚的數據來看,地下高溫岩石的開發前景是十分廣闊的。

可是你知道為什麼地下高溫岩石能成為未來重要的一種新能源呢?這是因為地下高溫岩石是一種分布很廣泛的綠色能源,可以因地製宜建電站。使用起來可靠,儲量豐富,使用年限很長。目前美國、日本、英國、德國、法國和俄羅斯等國,都投入巨資,開發地下高溫岩石熱能用於發電。當前,用來進行開發試驗的是地下深3000米、溫度是300℃以上的地下高溫岩石。

美國是研究利用高溫岩石發電最早的國家。早在1970年,美國的洛斯·阿拉姆斯國家實驗室的莫頓·史密斯首先提出利用地下高溫岩石發電的設想。很快美國從1972年開始進入這項具有戰略意義的發電新技術研究,他們利用“水壓擊碎法”,成功製造了地下高溫岩石發電新技術的“人工鍋爐”,並建成了一座60千瓦的高溫岩石發電站。主要工作原理是:當電站發電時,先用高壓水柱將冷水注入水井並使其進入到岩石裂隙中,這時,地下“鍋爐”將水加熱,再用水泵從抽水井中抽出溫度為240℃的熱水送到發電廠,用以加熱丁烷變成蒸汽推動汽輪機發電。

雖然地下高溫岩石發電是一個很利於人類的能源開發,但是我們也應該看到地下高溫岩石發電的技術難度很大。由於高溫岩石處於地底深部,岩石硬度大、溫度高,從而對鑽探技術要求高。因此,人類對於地下岩石發電的研究還處於初級階段,有許多技術難關有待攻克。科學界預言,在21世紀中期以前,人類將開發地下高溫岩石的熱能,並用於發電,造福於人類。

2.垃圾發電

人口繁多的城市,每天都產生大量的生產、生活垃圾。如何處理這些垃圾逐漸成為一個棘手的問題。對此,科學家們有辦法讓垃圾變廢為寶,即利用垃圾發電。