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根据《每日邮报》的报道 , 一家来自于麻省理工学院的初创公司 , 计划开发出一种全新的“波浪钻头”(英文名称为:wave drill) , 简称:波钻 。
这家公司声称 , 该钻头可以穿透到地下20公里的深度 , 这样人类就可以使用“取之不尽 , 用之不竭”的地热能源 , 更关键的是这些能源都属于清洁能源 。
那是不是意味着 , 即使不用可控核聚变技术 , 人类也将引发新一轮的能源革命?
波浪钻头技术能源问题从人类文明诞生以来就一直困扰着我们 , 每一次工业革命的本质就是:能源革命 。
第一次工业革命表面上是蒸汽机的使用 , 实际上是人类开始广泛使用煤炭;
第二次工业革命则是石油和电能的广泛使用 。
由于全球变暖的大背景下 , 这些年人类开始普遍追求清洁能源 。
对于地球来说 , 主要的能量来源99%都来自于太阳 。 就拿煤炭和石油来说 , 它们属于化石能源 , 在几千万年前甚至是几亿年前 , 它们是以动植物的形式存在 , 这些动植物主要背靠着食物链 。
无论是哪种类型的食物链 , 主要都是依靠植物的光合作用为主要能量来源 , 而这个光合作用依然还是依靠太阳辐射起作用 。 而太阳辐射主要来自于太阳内核的核聚变反应 。
所以 , 很多人都确信 , 未来能源的终极方案是:可控核聚变 。 全球不少国家和地区都在这方面投入巨大 , 不过现在距离可控核聚变全面铺开还有相当长的路要走 。
“Quaise Energy”公司另辟蹊径 , 希望从地热中获取能量 。 这是因为在46亿年前 , 地球在形成过程中 , 由于构成地球的星云物质在引力作用下聚集在一起 , 势能转化成了内能 , 并常年储存在了地球内部 , 使得地球内部的温度极高 。
所以 , 地热可以说是地球送给人类的一份大礼 , 只是这份大礼并不是那么好享用的 。 如果想要开发地热资源 , 本质上就是要对地球内部进行钻探 , 然后建立起一个可以源源不断获取地热的钻井平台 。
对于人类现有的技术来说 , 钻探的深度实在有限 。 到现在为止 , 钻探到最深的是Odoptu OP-11油井 , 深度是12345米 , 其次是阿肖辛油井 , 深度是12289米 , 排在第三的是科拉超深钻孔 , 深度是12289米 。
我们不难发现 , 这些井的深度都维持在12000米-12500米之间 , 相对于地球的半径6371千米 , 差了6000多倍 , 相当于只是挖了非常浅的一层 。 那么问题来了 , 为何就只能挖这么点深度呢?
主要还是因为设备问题 。 此前 , 在钻孔过程中 , 在深度达到7000米以上时 , 就常会出现钻头过热发生耗损 , 钻头脱落或者钻杆断裂的情况 。
所以 , 钻孔到12000米左右已经是极限了 。 也因此 , 才使得人类没有把地热看成是未来的重要能源之一 。
不过 , “Quaise Energy”公司在近期获得了一笔4000万美金的融资 , 这笔钱是希望把他们图纸上的“波浪钻头”制作出来 。
该公司声称这个钻探系统和之前不一样的 , 它不需要复杂的机械钻头 , 而是在钻到基岩后 , 利用回旋加速器来向下发射高功率的毫米波 , 这可以让钻头前方的岩石受热融化并蒸发 , 有点类似于高能激光的原理 。
由于整个过程钻头没有和岩石接触 , 因此更利于散热 , 同时钻头和钻杆也没有那么容易发生损毁或者断裂的情况 。
如何发电?该公司计划钻探深度要达到20公里 , 比之前的记录要深7700米左右 。 当初科拉超深钻孔达到12000米左右时 , 温度已经到了300-400度之间 。
如果钻孔达到20公里 , 那么温度至少也得400度左右 。 该公司的研究发现 , 这里的温度应该在480度左右 。 至于如何利用这里的能源 , 其实采用传统发电厂类似的“烧开水”模式即可 , 480度烧开水还是轻而易举的 , 这就可以实现对地热的使用 。
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