冰島因其特殊的地質(zhì)成因擁有豐富的地?zé)崮埽珱]想到的是,為開發(fā)能量是傳統(tǒng)地?zé)峋羝兜摹俺R界蒸汽”,它竟然把鉆井鉆到了火山內(nèi)部。 據(jù)BBC報道,冰島將于今年底完成全球最深、最高溫的地?zé)徙@孔建設(shè)。該鉆孔名為“IDDP-2”,位于冰島西南部雷克雅未克半島的一座火山,目標(biāo)深度為5千米,屆時溫度將逾500℃。
“IDDP-2”鉆孔
“IDDP-2”位于地球上兩大主要構(gòu)造板塊——亞歐大陸和北美板塊的交界活動處,兩大板塊分裂時溢出的上地幔物質(zhì)堆積成了一座火山島,也就是今天的冰島。目前冰島擁有逾300座火山,此外還遍布間歇泉,取之不盡用之不竭的地?zé)崮茉缫殉蔀樵搰鵀槠渚用窆╇姷闹饕獊碓粗弧? 該鉆孔由“冰島深鉆項(xiàng)目(IDDP)”負(fù)責(zé)。“IDDP”是由冰島國家能源管理局,聯(lián)手該國四大能源公司于2000年成立的一個地?zé)犴?xiàng)目,旨在提高地?zé)崮荛_采的經(jīng)濟(jì)性。 “IDDP”項(xiàng)目的意義遠(yuǎn)不止是地?zé)崮艿拈_發(fā),其代表著對傳統(tǒng)地?zé)崮艿耐黄。“IDDP”項(xiàng)目策略的關(guān)鍵所在就是將地下的“超臨界蒸汽”帶到地面,作為一種能源進(jìn)行開發(fā)。 水的臨界壓力是22.129MPa,臨界溫度是374.15℃,在滿足上述高溫高壓的條件甚至更高時,水會變?yōu)椤俺R界蒸汽”,既不是液體,也不是氣體,但它比前兩者擁有更多的熱能。研究認(rèn)為,“超臨界蒸汽”的特殊性質(zhì)將使其產(chǎn)生的能量是傳統(tǒng)地?zé)峋羝氖丁? 傳統(tǒng)地?zé)峋傅氖蔷?500米左右的以地?zé)崮芑蛩疁卮笥?0℃的溫泉水來進(jìn)行發(fā)電的方法和裝置,分高溫(高于150℃)、中溫(90℃-150℃)和低溫(低于90℃)三類。
“IDDP-2”示意圖
據(jù)IDDP介紹,“IDDP-2”鉆孔可產(chǎn)生45兆瓦的電力,足以供應(yīng)冰島5萬戶家庭的用電!拔覀兿M@口井能夠?yàn)槿虻牡責(zé)崮苄袠I(yè)打開一扇新的大門,帶領(lǐng)其步入開采量大幅提高的新階段。”IDDP的首席執(zhí)行官Asgeir Margeirsson說,“這是個目標(biāo),也是個美好的期望,我們此前從未到達(dá)這樣的深度,也從未獲取溫度這么高的蒸汽。” “在雷克雅內(nèi)斯半島火山區(qū),我們一般利用兩三千米深度的蒸汽來運(yùn)行電廠和生產(chǎn)清潔電力!盡argeirsson解釋道,“需要確認(rèn)的是,更深的地方是否蘊(yùn)含著更多的資源! 為獲取逾400°C的“超臨界蒸汽”,鉆孔深度需要大于4千米。自今年8月開始,“IDDP-2”一直保持著每天連續(xù)24小時的施工建設(shè)。據(jù)IDDP官網(wǎng)11月27日消息,目前“IDDP-2”鉆孔深度已達(dá)4.254千米,預(yù)計(jì)今年底將達(dá)到5千米的目標(biāo)深度。 有觀點(diǎn)認(rèn)為,火山鉆孔這種做法是對大自然復(fù)雜的構(gòu)造的篡改,及對其破壞性的力量的挑戰(zhàn)。 “如果進(jìn)行順利,未來的鉆井?dāng)?shù)量將大大減少,但提供的能量不會減少,這意味著人類將減少對環(huán)境的負(fù)面影響和開發(fā)成本!盡argeirsson說,“我們也不知道結(jié)果會是什么! “IDDP-2”已是冰島第二次開發(fā)“超臨界蒸汽”的嘗試。第一次嘗試發(fā)生在2009年,“IDDP”在冰島北部的卡拉夫拉火山區(qū)建設(shè)了“IDDP-1”,但在深度達(dá)2.1千米時觸到了巖漿層,當(dāng)時的視頻顯示鉆井里冒出黑煙滾滾,鉆頭被摧毀。 “IDDP-2”位于的那座火山距上一次噴發(fā)已有700年之久!拔艺J(rèn)為噴發(fā)的風(fēng)險是相當(dāng)小的,”劍橋大學(xué)礦物物理學(xué)教授Simon Redfern向BBC表示,“如果真的鉆到了巖漿,在那樣的高壓下,巖漿會非常迅速地到達(dá)地表,這會對鉆井作業(yè)本身造成較大的傷害,但它不太可能會導(dǎo)致比前者更嚴(yán)重的傷害了! 在放棄“IDDP-1”之前,科學(xué)家進(jìn)行了多項(xiàng)測試,發(fā)現(xiàn)蒸汽溫度達(dá)到了約840華氏度(約449℃),在該溫度下,該鉆孔會產(chǎn)生36兆瓦的電力。在一段時間內(nèi),“IDDP-1”持有著世界最熱鉆孔的紀(jì)錄。
發(fā)電示意圖
目前的“IDDP-2”已顯現(xiàn)出擊敗前者的潛力。據(jù)外媒Seeker報道,早在IDDP-1開鉆的五年前,IDDP-2就開始施工了。然而在當(dāng)時雷克雅未克半島地區(qū)的眾多鉆孔中,它在其中只是一個較淺的鉆井,當(dāng)時的深度為1.55英里(2.5千米)。但隨后IDDP決定將其深度擴(kuò)至3.11英里(約5千米),他們也希望在今年年底實(shí)現(xiàn)其深化的目標(biāo)。 距世界上最熱的鉆孔“IDDP-2”為冰島居民提供電力可能還有一段時間,一旦鉆孔完成建設(shè)后,該項(xiàng)目還將進(jìn)入一個為期兩年的試驗(yàn)期。 除了滿足能源需求外,“IDDP”項(xiàng)目也有助于地質(zhì)學(xué)家進(jìn)一步了解火山的內(nèi)部構(gòu)造。盡管目前冰島擁有300多座火山,冰島大學(xué)的火山學(xué)家Freysteinn Sigmundsson教授對BBC表示,關(guān)于火山還有很多需要了解。 “我們有很多關(guān)于火山內(nèi)部構(gòu)造的模型,但實(shí)際上大部分模型都是基于間接觀察得出的,”他解釋說。人類可以通過監(jiān)測地震波,或者地球物理勘探以及地面變形來感知它們!暗珜(shí)際上,有關(guān)火山內(nèi)部構(gòu)造的實(shí)地測量非常少,這項(xiàng)火山鉆井工程將為地質(zhì)學(xué)家提供一個獨(dú)特的有利視角!彼f。
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