破解能源危机的绝招


 

 

破解能源危机的绝招

 

吉林省珲春市委办公室  李世春

2007126日)

 

能源始终是困扰人类的一大问题。并且随着社会发展以指数化加速,解决“最终能源供应”越来越迫在眉睫。迄今为止,人们仍主要依赖不可再生的煤炭、石油和可裂变材料获取热量,然而这些东西很快就会告罄。因为相对人类不断膨胀的胃口来说它们的储量实在太有限了。

石油已经由上世纪70年代初的2美元一桶飙升到70多美元(最近有所下调,但上升的长期趋势难以改变)。为了争夺石油资源,曾经引发了无数战争并且还将愈演愈烈。很难想象,如果波斯湾不是一个天然大油库,美国会对中东那么感兴趣。铀矿和钚矿在地壳中的含量微乎其微,而且裂变后污染十分严重,显然也不可能是人们寄予厚望的出路。水力的有限性同样决定了它充当不了“救世主”。此外,风能、太阳能过于分散的特质使其具有难以克服的技术弱点。人类会坐以待毙吗?

近年来,政治家和能源科学家们将热切的目光投向聚变能。据说,海水中富含氢的同位素,用这种名称怪异的材料(氕、氘和氚)有可能在地球上制造一批小“太阳”,提供源源不绝的动力供人类挥霍。然而这种富有创意的妙想同样在技术领域遭到极大障碍。标准的观点是:至少50年内不可能开发出真正有实用价值的“聚变核电厂”,并且即使50年之后也不容乐观。

这委实是一个超级难题。“替代能源”令许多思想超前的有识之士不断愁白了头发。无意中,我也为这事儿操了一份闲心。事情起源于对中国经济发展的关注。这两年,我国能源消耗激增,进口石油数量暴涨,使得我们的对外依赖程度急剧增加。对中国这样一个石油、裂变矿藏均比较贫乏,又饱受污染困扰的大型高速增长经济体来说,彻底解决能源供应问题显然尤为迫切。

在浏览地理知识的时候,我忽然产生了一个自认为十分重大的想法:也许,我们最终解决能源危机的途径在地下。

从组成成分来说,地球是一颗直径1.2万公里、表面粗糙的石头和金属混合球体。中心有个高温高压的铁核,最外边是一层薄薄的“壳”,这层壳相对来说比苹果皮还薄。地理学家告诉我们,其平均厚度为几十公里,最厚的地方如青藏高原,可达到70公里以上,最薄之处仅有几公里而已。其下面是一个完全流动的高温熔岩层,厚度达几千公里。换句话说,我们脚下有一个无比巨大的“热库”,不计其数的能量封存在那里达46亿年之久。

地幔热能的充沛程度从不时出现的火山爆发中可见一斑。这些热力倘若能为人类所利用,恐怕支持几千几万代人口不成问题。如果说聚变核能是我们的长远希望,我看不出为什么地下“火炉”不能拥有同样的地位。毕竟,开发这些能源不会难过再造一颗太阳吧?

但现实的离奇之处在于,我们的确没怎么听说有人建议开挖一条隧道,在十几或几十公里的地下建发电厂。更不可思议的是,以人类现有的技术条件,这样的工程似乎并不存在什么致命的障碍。

我们知道,通常在地面以下大约有几公里厚的“恒温层”,这里不受地面气温变化及更远的下层岩浆的影响,多数煤矿就在这里作业。但继续往下挖温度会越来越高,从几十度一直提升到上千度。可以这样设想:挖掘一条隧道向地下延伸(相对几百公里长的地铁项目,这当然不是什么大工程)。当温度升高到不再适合人类作业的时候,搞一个中继站,然后改用奈高温的钻头继续打孔。比如说,打一批垂直的“井”,这些“井”的直径不必很大。当“井”底温度达到几百摄氏度就时停下来。这里仍是固态岩石的天下,用不着担心岩浆会喷涌而出。此时,将一种事先设计好的供水回路(大约几公里到十几公里长)置入“井中”,回路一端注入水,经底部加热后变成水汽,由另一端导出,送到地上或地下的发电站即可。

在这整个过程中,本人觉得不存在人类至今尚未掌握的技术制约,而且也看不到难以支持的成本陷阱。隧道技术、钻探技术、长距离液体输送及保温技术等等,都很“普通”。就算有什么我们普通人想不到的技术障碍,我想,克服它们不会比制造热核反应堆更离谱。况且建造一座裂变核电站的成本至少要上百亿美元,从正常推理看,造这样一座电站的投入应该不会更高。

倘若地热能电厂大行其道,人类就可高枕无忧。那时看来,我们今天为争夺石油而费尽心机或为煤炭燃烧带来的浊气烦恼不已,将成为不可理喻的事情。