地球上的能源資源并非無限的,特別是對于化石能源這種不可再生資源,它們終將會枯竭。然而,人類不必因此擔心滅亡。經(jīng)濟學家塞爾羅伯茨認為,資源短缺將促使價格上漲,激發(fā)人們尋找替代品的創(chuàng)新,以確保資源供應(yīng)。兩次工業(yè)革命是這一觀點的明證,人們從廣泛使用煤炭轉(zhuǎn)向石油和電能,以應(yīng)對煤炭的高污染和低效率問題。
真正潛藏在地球深處的巨大能源潛力是地熱能源。地熱能源源于地球內(nèi)部的高能量釋放,如海嘯和地震。如果人類能夠利用這些能源,將有望永久解決能源危機。目前,美國初創(chuàng)科技公司Quaise Energy正在研發(fā)一種名為波鉆技術(shù)的創(chuàng)新方法,可讓鉆頭深入地下2萬米,遠遠超越以往的鉆探極限。傳統(tǒng)鉆頭強度不足,導致在鉆探深層時發(fā)生事故,如鉆桿扭曲、鉆頭脫落和熱損傷,從而影響效率。
Quaise Energy公司的波鉆技術(shù)采用微波鉆頭,通過回旋加速器發(fā)射高功率毫米波,將巖石融化和蒸發(fā),以便深入地下。與傳統(tǒng)鉆頭不同,這種新技術(shù)無需與巖石直接接觸,因此更容易散熱,提高了耐用性。公司計劃于2024年開始應(yīng)用毫米波技術(shù),2026年正式開展地熱能源的開發(fā)。
地球的能源主要來自地殼、地幔和地核。地殼平均厚度約為17公里,下面是軟流層,主要由高溫的熔融巖石組成。地核由液態(tài)鐵鎳構(gòu)成,具有極高的溫度。地下溫度隨深度增加,每下降100米增加2℃,在20公里深處,溫度已經(jīng)達到400℃,超過了水的蒸發(fā)臨界溫度。這意味著地下深處蘊藏著豐富的高溫能源。
雖然地熱能源對于人類來說似乎是無限的,但實際上也有一定的限制。根據(jù)計算,地球的熱能資源超過1 × 10^19 TJ,遠遠超過目前的能源需求。然而,太陽的壽命有限,估計只剩下50億年,因此地球資源對于人類來說可以視為無限。但波鉆技術(shù)也引發(fā)了爭議,一些科學家擔心地下鉆探可能引發(fā)地質(zhì)災害和連鎖反應(yīng),而另一些科學家則認為20千米的深度對地球來說相對較小,且能為地層研究提供重要數(shù)據(jù)。
波鉆技術(shù)的發(fā)展為人類提供了挖掘無限地熱能源的可能性。雖然存在爭議和挑戰(zhàn),但這一技術(shù)可能為解決未來能源需求提供新的途徑,幫助人類擺脫對有限化石能源的依賴,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。地下的無盡能源等待我們的探索,以滿足未來的能源需求。