向地層深處進發二十公里，會有無盡的能源嗎？
風能、太陽能、地熱能、核能…… 大量的温室氣體以及全球氣候的變化，開發可再生的清潔能源對人類社會未來的發展越發迫切。於是，我們看到了越來越多的風力發電機和太陽能板，也一直在努力實現可控核聚變。
在這當中，地熱能似乎並不常被提及，但在我們腳下的土地裏，除了化石燃料，其實還藴藏着巨大的能量。
▲圖片來自：Unsplash
從麻省理工學院（MIT）衍生出來的一家初創公司—— Quaise Energy，就在計劃一項「地球鑽探」，向地球深處鑽一個約 20 公里長的深洞，釋放地球上最大的未開發能源——地熱能。
▲圖片來自：Quaise
Quaise 公司之所以選擇開發地熱能，是認為這種太瓦級的清潔能源（1 太瓦等於 10 的 12 次方瓦特）有相當大的潛力。由於地熱能是向地下進行探索，因此可以採用化石燃料行業的鑽井平台、供應鏈和框架等資源，不需要從頭開始進行建設。
另外，源源不斷的地熱不會像風能和太陽能那樣有間歇性，比起如今仍在努力中的可控核聚變來説也更容易獲取。不需要燃料，不會產生廢物，使用的土地和材料不到其他可再生能源的 1%，相比於其他可再生資源，地熱能更為便捷和「清潔」。
▲圖片來自：Quaise
既然地熱能有如此大的潛力，為何在清潔能源中的「存在感」並不高？其實，人類很久以前就已經開始利用地熱能了，比如靠近地表的淺層地熱資源，造就了温泉和農業温室等，包括我國在內的許多國家也都建有地熱發電站，但利用率有限。
▲圖片來自：Unsplash
並不是人類不想得到地熱能，而是——做不到。地球的內部，是一個「大火球」，從地表向下越深的地方，温度也越高，從斷層中不時迸發的火山岩漿和引發的地震，就能看出地層深處的「火熱」和能量的巨大。正是這，阻擋了人類向地下的探索。
▲圖片來自：Unsplash
位於俄羅斯境內的 Kola Superdeep Borehole（科拉超深鑽孔），蘇聯時期的科學家，原本想一直穿透到地幔，但在其中一個鑽孔於 1989 年達到了 12289 米後，至少 200°C 的高温給鑽頭帶來的損傷，多孔的岩石、湧入洞內的氣體和其他流體，還有告急的經費，一齊封住了這個深洞。
▲被封住的科拉深洞，圖片來自：New Altas
Kola 深洞只有約 12 公里，而 Quaise 公司的野心，是環境可能達到約 500°C 的地底 20 公里處。想走得更遠，「開路」的工具自然也要更強。
Quaise 公司正在開發一種全新的超深鑽井方法：先使用傳統的旋挖鑽到地下岩層。然後切換到高功率毫米波將堅硬的物質熔化、斷裂和汽化，再向下進發。蘇聯科學家用 20 多年才鑽探了約 12 公里，高功率毫米波向下 20 公里，或許只需要 100 天。
▲圖片來自：New Altas
值得一提的是，有可能讓 Quaise 公司的鑽探到達新高度的高功率毫米波，與另一種清潔能源——可控核聚變帶來的核能有關。要實現可控核聚變，需要儀器承受上億度的高温，進行託卡馬克設計（核聚變反應裝置）設計的研究人員發現，毫米波能大幅加熱等離子體。
在希望模仿太陽內部反應的可控核聚變研究進程裏，迴旋加速器和毫米波是突破性的聚變研究成果，對「地底太陽」來説，同樣意義頗大。
▲加熱等離子體的迴旋加速器，圖片來自：New Altas
按照 Quaise 公司的計劃，2024 年會擁有第一個結合傳統旋轉鑽井和毫米波鑽井能力的全尺寸混合鑽井平台，2026 年能利用第一個超熱增強型地熱系統並得到來自少數幾口井的 100 兆瓦熱能，2028 年建成第一個使用清潔地熱蒸汽重新供電的化石燃料發電廠。
能源始終在困擾着人類，若 Quaise 公司的計劃能成真，我們擁有了「取之不盡」的地熱能，人類的未來，或許會有新景象。
資料來源：愛範兒（ifanr）
在這當中，地熱能似乎並不常被提及，但在我們腳下的土地裏，除了化石燃料，其實還藴藏着巨大的能量。
▲圖片來自：Unsplash
從麻省理工學院（MIT）衍生出來的一家初創公司—— Quaise Energy，就在計劃一項「地球鑽探」，向地球深處鑽一個約 20 公里長的深洞，釋放地球上最大的未開發能源——地熱能。
▲圖片來自：Quaise
Quaise 公司之所以選擇開發地熱能，是認為這種太瓦級的清潔能源（1 太瓦等於 10 的 12 次方瓦特）有相當大的潛力。由於地熱能是向地下進行探索，因此可以採用化石燃料行業的鑽井平台、供應鏈和框架等資源，不需要從頭開始進行建設。
另外，源源不斷的地熱不會像風能和太陽能那樣有間歇性，比起如今仍在努力中的可控核聚變來説也更容易獲取。不需要燃料，不會產生廢物，使用的土地和材料不到其他可再生能源的 1%，相比於其他可再生資源，地熱能更為便捷和「清潔」。
▲圖片來自：Quaise
既然地熱能有如此大的潛力，為何在清潔能源中的「存在感」並不高？其實，人類很久以前就已經開始利用地熱能了，比如靠近地表的淺層地熱資源，造就了温泉和農業温室等，包括我國在內的許多國家也都建有地熱發電站，但利用率有限。
▲圖片來自：Unsplash
並不是人類不想得到地熱能，而是——做不到。地球的內部，是一個「大火球」，從地表向下越深的地方，温度也越高，從斷層中不時迸發的火山岩漿和引發的地震，就能看出地層深處的「火熱」和能量的巨大。正是這，阻擋了人類向地下的探索。
▲圖片來自：Unsplash
位於俄羅斯境內的 Kola Superdeep Borehole（科拉超深鑽孔），蘇聯時期的科學家，原本想一直穿透到地幔，但在其中一個鑽孔於 1989 年達到了 12289 米後，至少 200°C 的高温給鑽頭帶來的損傷，多孔的岩石、湧入洞內的氣體和其他流體，還有告急的經費，一齊封住了這個深洞。
▲被封住的科拉深洞，圖片來自：New Altas
Kola 深洞只有約 12 公里，而 Quaise 公司的野心，是環境可能達到約 500°C 的地底 20 公里處。想走得更遠，「開路」的工具自然也要更強。
Quaise 公司正在開發一種全新的超深鑽井方法：先使用傳統的旋挖鑽到地下岩層。然後切換到高功率毫米波將堅硬的物質熔化、斷裂和汽化，再向下進發。蘇聯科學家用 20 多年才鑽探了約 12 公里，高功率毫米波向下 20 公里，或許只需要 100 天。
▲圖片來自：New Altas
值得一提的是，有可能讓 Quaise 公司的鑽探到達新高度的高功率毫米波，與另一種清潔能源——可控核聚變帶來的核能有關。要實現可控核聚變，需要儀器承受上億度的高温，進行託卡馬克設計（核聚變反應裝置）設計的研究人員發現，毫米波能大幅加熱等離子體。
在希望模仿太陽內部反應的可控核聚變研究進程裏，迴旋加速器和毫米波是突破性的聚變研究成果，對「地底太陽」來説，同樣意義頗大。
▲加熱等離子體的迴旋加速器，圖片來自：New Altas
按照 Quaise 公司的計劃，2024 年會擁有第一個結合傳統旋轉鑽井和毫米波鑽井能力的全尺寸混合鑽井平台，2026 年能利用第一個超熱增強型地熱系統並得到來自少數幾口井的 100 兆瓦熱能，2028 年建成第一個使用清潔地熱蒸汽重新供電的化石燃料發電廠。
能源始終在困擾着人類，若 Quaise 公司的計劃能成真，我們擁有了「取之不盡」的地熱能，人類的未來，或許會有新景象。
資料來源：愛範兒（ifanr）