高風險也高收益,我們可以透過岩漿井提高地熱效率嗎?

作者 | 發布日期 2024 年 05 月 17 日 13:00 | 分類 能源科技 line share follow us in feedly line share
高風險也高收益,我們可以透過岩漿井提高地熱效率嗎?


岩漿的溫度低至 650 °C、高至 1,400 °C,我們有辦法直接從岩漿中取「地熱」嗎?這是冰島克拉夫拉岩漿試驗臺(Krafla Magma Testbed,KMT)一直以來的目標。


得益於得天獨厚的地理條件,冰島 99% 的電力都是依靠再生能源,其中 73% 的電力源自水力發電,另外 26.8% 則來自地熱。

為了直接獲得地熱資源,2009 年冰島研究人員還打算鑽入一座火山。最初的計畫是向下鑽探 4.5 公里到岩漿庫的上方,只是岩漿一旦被擾動就會有變數,他們僅鑽探 2 公里就穿透岩漿庫上部,使得滾燙岩漿堵塞岩漿井、損壞鑽頭,還釋放出有毒氣體;2014 年的類似計畫也得到相同結果,鑽頭意外撞到岩漿房,設備被酸性氣體毀壞。

研究人員不氣餒,還認為這是個好消息,因為岩漿庫比預期更接近地表、更容易研究,更有機會應用在地熱發電廠。

克拉夫拉岩漿試驗臺可以說是世界上第一個岩漿觀測站,還獲得來自 11 個不同國家 40 多個研究機構和公司的支持。其目標有三,首先研究岩漿、以及岩漿與周遭岩石相互作用,找出轉移熱量的方法,其次是能直接觀察火山,最終能優化火山監測、預警系統,最後是運用岩漿的龐大熱能,大幅提高地熱能的效率。

目前計畫部署在克拉夫拉地熱發電廠(Krafla Power Station)附近,有大量機會進行實際發電試驗。團隊認為,高溫能使渦輪機進入超臨界狀態,水在 220 巴(bar)壓力下加熱到 373 °C 以上時就會進入此狀態,轉變成既不是氣體也不是液體的物質。屆時水可以容納比普通水或蒸汽多 10 倍的能量,超臨界水可以說是地熱發展的聖杯。

克拉夫拉岩漿試驗臺執行長 Björn Þór Guðmundsson 接受 Think Geoenergy 採訪時表示,該計畫將分兩階段啟動:2026 年開始鑽探火山研究井,第二期於 2028 年啟動展開能源研究。

Guðmundsson 表示,克拉夫拉岩漿試驗臺不同之處在於,目標是從熱液系統底部回收岩漿核心,同時監測該溫度,這是科學家第一次獲得這種樣本,盼將溫度和壓力感測器放入岩漿中,直接測量岩漿行為。

克拉夫拉岩漿試驗臺團隊也表示,這次已經確保,使用的所有設備都能夠應對先前鑽探中出現的惡劣條件,且前兩次經驗沒有引發意外火山爆發使團隊對未來工作的安全充滿信心。

(首圖來源:pixabay

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