要是有那么一天,人们突然发现地球上的燃料都没有了,生活会变成什么样子呢?
早上起床,没有煤气,没有热水,也做不成饭,只好空着肚子去学习、工作。走到大街上,汽车也都开不动了……
更糟糕的事情还在后面:许多工厂的机器都停止了运转;火车、汽车、轮船壅塞在铁路、公路和河道上,寸步难移。整个现代化的生产机构都要瘫痪了。
多少个世纪以来,人们就在找寻代替燃料的东西,水力、原子能以及太阳能的利用,就是这方面的发现。
现在,科学又告诉我们,在地下蕴藏着大量的热能,也可以用来代替燃料。
地下,很热。
地下,是没有冬天的地方。
正是严寒的日子,在东北鹤岗煤矿,地面的温度降到25℃了,但是在距离地面300米的矿井里,气温不受地面季节变化的影响(常温层),全年温暖如春,工人们穿着单衣干活。
美国内华达州有一个金矿,当开采到地下600米深处的时候,那里的温度上升到42.2℃,人们再也没法工作下去了,只好放弃了这个含金量很丰富的矿井。
在许多地方探测都得到了地下的温度随着深度的增加而增加的规律(增温层)。大约每下降33米温度便上升1℃。但各地方的情况不完全相同,特别是在很深的地方,温度显然并不按照这个规律增加,因为照此增加下去,地心的温度该在180000℃以上,地球早该爆炸了。
可是地球没有爆炸,看来地心的温度没有那样高,但也不会太低,几千摄氏度是肯定有的,在地壳下面一带,温度多常在1000℃以上。
许多事实证明了这一点。
火山喷出的物质温度很高,就是证据之一。
太平洋中的夏威夷群岛上,火山喷出了大量炽热的液体,它们在冷却后成为岩石;也就是说,地下储存它们的地方,温度高到岩石也会熔化。这种高热的岩浆从地下“旅行”到地上,一路上散失掉了不少的热,但是在到达地面的时候,温度一般仍保持在1000℃以上,甚至能达到2000℃。
如果你觉得这些例子太奇特少见了,我们还可以找一些国内容易见到的例证。例如,在北京、南京、重庆、鞍山,以及其他许多地方都有温泉,有的温泉热到能煮熟鸡蛋。在冬天,当大地冰封、铺满白雪的时候,温泉和它附近的地方,没有冰也没有雪。
有的地方不仅有温泉,还有热气。
泉水为什么会热?就是因为地下温度很高的缘故。
地下有热,我们怎样去用呢?热,不能像电一样用一根电线引来。(www.xing528.com)
但是有一种东西可以代替电线,这就是水。地下的热“烹煮”着地下的水,使它成为热水、热气,热水、热气被引到地面以后,就会把它们所携带的热放出来,供我们取暖、做工。
冰岛,看它的名字就知道是一个寒冷的地方。但是这里有许多温泉、热气。在这里,人们得到廉价的暖气供应,修建了许多温室,温室里的黄瓜、西红柿等都“惬意”地生长着。热水、热气还被引入到工厂、住宅的暖气设施中去。
在意大利一个叫作托斯卡纳的地方,早在1904年,人们就尝试着把地下溢出的蒸汽送到发电站去推动机器,到了1941年,这个发电站发出的电力已经能解决附近几个城市的用电问题,并且使附近一段铁路也电气化了。
人们对地下热能的利用,还仅仅是刚刚开始。有许多地方的热源还未被发现。首先,被我们利用的常常是那些自己跑出来的热水、热气,其实还有更多的热水、热气被封闭在地下,跑不出来。要是我们帮它们打开一条通道呢?如深深地钻一口井,情况就不同了,很多地方只要钻到地下4000—5000米深的地方就能发现热源,而不久前有过火山活动的地方,则在更浅的深度就有热水、热气。
有科学家计算过,100年中大地放出的热量,相当于烧光了地球上蕴藏的全部燃料后得到的热量。
地球的热量已丧失了几十亿年。
可以想见,地下热能是一笔多么巨大的财富!
地下为什么会有这些地热资源,这些热能是从哪里来的呢?像这样大量地散失下去,能维持多久呢?
坦白地告诉你,这些问题今天的科学都还没有很好地解决。(也许,这些问题正在等待着你们——今天正在读这篇文章的读者们——去探索解决)现在,我们只能这样推测:一般认为,放射性元素的活动是地热的主要来源,而根据地球内放射性元素的分布情况来看,地热的全部散失,那将是很遥远的事。
地下,有很多谜,有很多还未发现的财富。在我们的脚下,不仅有丰富的矿藏,而且有充足的热源。但是,目前对此的调查还很不够。亲爱的读者们,在大家对上天——宇宙航行很感兴趣的时候,你能分出一些兴趣到地下去探索一番吗?
回想起来,我当时写这篇文章也真是有点大胆。因为仅能从苏联的书刊上略微得知一点消息,对世界上的情况还了解得很少。不过在20世纪50年代初,世界上确实只有意大利一个国家在用地热能发电,发电能力不过26万千瓦。文章反映了当时我作为一个青年对未来充满希望的特点。虽然现在地热的利用在人类能源消费中还占不到重要位置,但经过这几十年的发展,全世界有地热发电站的已从1个国家发展到了20多个国家。1998年,全世界的地热发电站的发电能力达到798.7万千瓦,增长了30倍,这不能说不快。而且人们对地球内部的情况也了解得更清楚了。
从理论上说,只要往地下深处去,总是有大量的地热能蕴藏在那里。但真正实践起来,才知道要取用地下的热能也是很不简单的。目前开发利用地热资源的深度,一般限于地面下3000米以内,再深入,困难就太多,经济上也不合算了。在全世界地热发电站装机容量的排行榜上的前六名(美国、菲律宾、墨西哥、意大利、日本和印度尼西亚),都是火山活动很多的国家。人们还发现,有些地方,地下存在温度很高的岩体,如果钻井注水,水和这干热的岩体接触,产生出的蒸汽也能被用来发电,这真是把水当作电用了。可惜这些地方都缺水。
除了发电,利用地下的热水、热气来供暖或供应其他方面的需要,也有很大的进展。现在全世界开发出来的地热能,约有一半是直接利用它的热,从经济收益来看,比发电效益还要大,而且那些温度较低的地下热水也能发挥作用。在冰岛,全国有85%的住宅是用地下来的热水、热气取暖。它的首都雷克雅未克因而成为世界上最早实现暖气化的城市,也是“最清洁的城市”。而且,全国平均每人拥有近1平方米的不需燃料的温室。对这个紧靠北极圈、寒冷季节特别长的岛国来说,其价值更是难以估计的。
建设地热发电站,由于各地的条件不同,成本高低不一,对技术和材料也有较高的要求,并不像当初我在文章中说的那样轻松,但维持它运转的费用,确实比一般的电站少得多。而且它无须燃烧,不会产生今天令人头痛的二氧化碳增多及排出其他有害物质导致酸雨、破坏臭氧层这类问题,也不像核电站有核废料需要处理。而且随着建设地热发电站技术的发展,经济效益还会进一步提高。
由于地热能的利用,1995年,美国人仅在发电方面就节省石油2400万桶,他们得到了好处,现在正更起劲地干下去。1998年,美国地热发电站的装机容量达到了285万千瓦。他们计划在2030年前,把地热发电站的发电能力提高到4900万千瓦。
我国许多地方蕴藏着丰富的可供利用的地热资源,但在我写上面那篇文章的时候,还未勘察清楚。已知的温泉,大都是我们的祖先早已发现的,所以我希望当时的青年能分出一些兴趣到地下去探索,许多青年朋友正是这样做的。
在写这段补记的时候,我很高兴地看到国际地热协会在因特网上有关中国的介绍,而这篇介绍性文章,正是来自当年的青年、今天的地热专家、毕业于北京地质学院的汪集旸先生。从这些介绍我们可以得知,在中国,天然的温泉已找到2700多处,在钻探和开矿中发现的有地热显示的地点还有1300多处。虽然温度高的天然蒸汽不是太多,但西藏的羊八井、云南西部和台湾大屯地区的温度都较高。1977年,我国在羊八井建成一座发电能力为1000千瓦的地热发电站,以后又陆续建成了一批较大的地热发电站,发电能力总计将近3万千瓦,预计将来可达到100万千瓦。在我国,将地下的热水用在生活及工农业生产中,是可行且便利的,如北京、天津这些城市都已在利用,开发我国地热资源的前景也是很广阔的。
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