幫火山「加蓋子」發電可行嗎?冰島正在做了

作者 | 發布日期 2017 年 05 月 10 日 8:24 | 分類 環境科學 , 能源科技 follow us in feedly

你可能聽過,冰島是一個冰與火的國度。這個位處高緯度的孤獨島國,受光照稀少影響,有著不亞於格陵蘭島的寒冷,同時又因是個火山島而有大量火山。




 

如今冰島一共有 30 座活火山,除了不定期噴發,也為冰島帶來大量天然溫泉、間歇泉及地熱能源。冰島近期最著名的一次火山噴發是在 2010 年,位於南部的艾雅法拉火山當年春季兩次爆發,噴出大量火山灰,對歐洲航空運輸和氣候造成不小影響。

雖然許多地區都有開發地熱能源的計畫,但沒有一個國家像冰島打算直接從火山中取熱,傳說中幫火山加蓋大概就是指冰島這做法了──不過,冰島並沒有真的幫火山加蓋子,而是選在火山上鑽一口深井。

▲ 這是發電廠的地面部分。(Source:達志影像)

冰島從 2000 年開始研究利用火山熱能發電,用於可再生清潔能源,同時給頻繁噴發的火山一個「發洩」的管道。

這個技術有一個特別中二的名字叫「超臨界蒸汽發電廠」(Supercritical Steam Power Plant)。電廠會利用一個鑽頭,在火山脈上打一個洞,利用岩漿的超高壓和高溫(約攝氏 427 度)把水激發成一種「超臨界流體」,在這種狀態下水既是液體也是蒸氣,更能驅動渦輪機發電。

為了達到這個狀態,冰島在最新一次鑽井實驗中創造了一個超級鑽頭 Thor,2016 年 8 月時從地表出發,用了半年時間在今年 1 月達到預定位置。鑽井深度達 4,659 公尺,是人類目前最深的鑽井。在如此深的地方取得高壓和地熱,能比一般地熱井得到更多能源。

冰島能源公司(Landsvirkjun)的工程師艾爾伯‧奧爾波特森(Albert Albertsson)介紹,供應一個 20 萬人口的村莊用電,以往需要鑽 30~35 個淺層常溫地熱井,有了這種超深地熱井,只要 3~5 個就搞定了。在開始發電之後,科學家有兩年時間驗證這種新型的地熱井,在安全和經濟的角度是否值得推廣。

除了能夠降低成本,還能進一步降低地熱能源這種「可持續能源」的排放。一般說可持續能源時,都認為可持續能源是零排放的。事實上由於利用地熱能源時不得不鑽井,鑽井總會產生硫磺及二氧化碳污染,所以地熱並非完全的可持續能源,但是臨界地熱井能在更少排放下得到更多能源。

目前,Thor 正在冰島北部的克拉夫拉火山熔岩流上層工作,這個地方是兩個中國構造板塊的縫隙地帶,在這裡開鑿地熱井還能減少火山內部壓力,保護周圍的居住區不受火山噴發的影響。

冰島是個在清潔能源領域走在世界前端的國家,如果僅從電能來說,冰島的能源已實現 100% 清潔能源。

冰島電力有 25% 來自地熱,剩餘 75% 則來自水電。這個決定源於 1970 年代的世界石油危機,當時冰島是歐洲最貧窮的國家之一,冰島在大國包夾的石油價格戰中沒有任何拿到資源的話語權,被迫發展以水利和電熱為基礎的能源體系。因此即便算進汽車,冰島也有大約 85% 能源來自清潔能源,僅 15% 來自化石燃料。

在新世紀技術成熟之後,冰島的清潔能源還會賣給鄰國。去年冰島和英國決定研究建造 1,000 公里長的 IceLink 電纜,可以為 160 萬個英國家庭提供動力。這個計劃由於英國脫歐而暫時擱置,不過英國地質調查局週五在一份關於這項研究的聲明中表示,這項計劃將繼續,並於 2020 年開始第一階段建設。

如果成功,那麼冰島未來有助於把自己變成一個匯出全世界的巨型地熱發電廠,可以說是新時代的「石油匯出國」了。

(本文由 PingWest 授權轉載;首圖來源:Landsvirkjun)