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如何有效使用地热?专家讲解地热的大小科普

添加时间:2014-01-06 10:55:23 来源:爱中国能源网

        2012年在多哈召开的世界气候大会,国际地热协会委托庞忠和代表协会发言,给他的题目是“走向百分之百的可再生能源”,旨在向大会发起发展可再生能源的倡议。

  这个题目很大、很难:可再生能源在各国能源结构中有一席之地就不错了,达到100%,怎么可能?

  怎么办呢?庞忠和左思右想。最后,他在报告中举了三个例子:

  冰岛首都雷克雅未克,其能源结构中水力发电占到40%~50%,地热能占20%之多,整个城市供暖更是100%使用地热能。

  中国河北雄县, 1989年就被国家确定为全国中低温地热资源综合开发利用示范区,整个县城全4个月的供暖全部来自于地热能,供暖实现了100%使用可再生能源。

  中国西藏,水能、太阳能、风能、地热能等的储量都很丰富,在这一地区如果朝着100%利用可再生能源的方向努力,是有可能实现的。而且,西藏是中国乃至亚洲淡水的源头,该地的环境变化会影响许多地区——使用可再生能源,保护西藏自然生态系统,对全世界都是一个很好的交代。

  “举完这三个例子,大家的积极性就被我调动起来了,各国政府代表、NGO组织开始对地热能有了认识和兴趣。”庞忠和说,“这一方面为地热行业的发展探寻着出路,另一方面也树立了中国负责任的形象——中国也在为减排作着实实在在的努力。”

  庞忠和将其在多哈的经历比喻为国际地热协会的“大科普”。“这种科普可能会影响政府决策,一些NGO组织也会为可预见的清洁能源摇旗呐喊,至少他们开始对地热能感兴趣。因为这对他们而言,是在能源出路上的一些方向,”庞忠和说,“如果他们中没有研究地热的,可能不会想到地热利用。”

  相比这种“大科普”,国际地热协会还利用其网站介绍地热的开发历史、利用形式和地热的概念等,但它更多的精力在做“普通”的科普。

  2010年8月,经当地群众和媒体反映,河北迁安耿庄村一处山坡表层,竟在酷暑8月,温度能达到零下三四摄氏度。老乡去那儿挖个坑,就能冰镇西瓜,当冰箱用。 
       
      “这样一来,那个地方就成一个谜了。解开这个谜对地热研究者来说,责无旁贷。”庞忠和表示,当时他立即答应去现场。

  通过比较,庞忠和和其他一些专家发现,那里的山坡是一个多年冻土带,当地的冻土带本该是季节性冻结,夏天应能化开。但是,由于采矿的尾矿渣堆积,含缝隙砂石直接形成一个隔热效果非常好的“被子”,而且阻挡了太阳热辐射。冬天冻土之后,由于尾矿的“保冷”效果,冻土到了夏天没机会化开,最终形成山坡的地寒现象。

  “这个原理已经被用在青藏高原铁路上了。”庞忠和介绍说,青藏铁路的路基是永久性冻土,列车干扰下一旦化开,将严重影响路基安全。这一度是青藏铁路的重大难题之一。“后来人们就想到,用碎石子把路基垒高1米多,后来观测温度发现非常稳定,用的就是这个隔热原理。”

  “碎石堆隔热的方式,实在是一个聪明而又经济实惠的办法,效果还很好。”庞忠和感叹道,科学不仅可以解释许多现象,更有许多科学原理可以利用在实际工程中。

  庞忠和随后又举了另外一个解开自然现象的谜团、从中得到科学利用的例子。

  在江苏丹阳,古已有之的六口“沸井”让见识过它们的人们感到十分惊奇。今年4月再一次随着媒体的披露进入人们的视野。挨在一起的六口“沸井”距今已有2000多年的历史,更令人惊奇的是,六口井不仅水的浊度不同,而且味道也各相迥异,唯一相同之处在于,它们都“咕咚咕咚”地像在烧开水。

  后来,国际地热协会对此进行了考察研究和科普。原来,这里的“沸井”并不是真的沸腾,从地下咕咚而出的气泡都是二氧化碳。不同的井冒出的二氧化碳的量不同,造成了不同的浊度和味道。

  为什么会有二氧化碳涌出呢?庞忠和表示,苏北地区是一个历经千万年形成的巨大气藏,地质条件等造成二氧化碳的天然泄漏。

  “这直接联系到我们正在作的研究:对二氧化碳进行地质封存是否安全?这样一个天然范例似乎给了我们答案。”庞忠和说,从六口井的情况来看,正常情况的少量外泄,并不会造成太大影响和危害。

  “每一个公众事件的背后,都是一个很好的科普机会。”庞忠和不无感慨地说,地质地热科学有许多谜一样的现象,传导、隔热、地质运动等等,这些贴近人们生活的现象,“如果科学不去占领这个阵地,迷信就会去占领”。

  庞忠和告诉记者,这些年,国际地热协会正致力于让政府和公众意识到地热的巨大潜力所在。

  “我们算了笔账,”他说,“整个中国的地热能——包括浅层热、水热和深层热如果都利用起来,每年应该能够超过10亿吨标准煤的利用量。”

  现阶段中国能源消费的年消耗量约在40亿吨标煤上下。替代10亿吨标煤的概念,就是20%以上能源为清洁能源,空气污染将减少近1/4。

  “这值得举国家之力去做。”庞忠和认为,这就是说,地热能可以作为未来清洁能源的一个选择。

  “这不是凭空说的,我们有认真的分析和计量,也是有国际经验的。”他说,这些导向性的东西,尤其需要科普。

  “一个很好的能源或技术,如果没人去做的话,它不会进步,不进步它的成本也下不来,这样前景也不可能好。”庞忠和说,“有些人看得相对清楚,对未来的展望就比较有把握,这些人应该积极地把这个观点说出来,这也是一个学者应发挥的作用。”

  协会名片:

  国际地热协会(IGA)成立于1988年,是一个非政治性、非营利性、非政府的全球性科学、教育和文化组织,拥有65个国家的超过5200名会员。庞忠和现任国际地热协会科研委员会主席,他认为“科研与科普同等重要”“科普是件有意思的事儿”,向来视科普为科学工作者重要的社会责任。