给地球插上插头？向岩石要热量！

       从太空观察地球，我们会看到一颗蔚蓝美丽的星球。由于海洋的蓝色和森林的绿色都是冷色调，这样的地球可能看上去会让我们感到清朗凉爽。

　　不过眼睛总是会骗人，实际情况或许出乎大家意料。地球其实是一个外冷内热的小火球，内部蕴含着很高的热量。虽然不能与太阳这种大火球相比，但据估计地球中心的温度也达到了惊人的6000 ℃。

　　地球内部结构  图片来源：flickr/ Argonne’s Advanced Photon Source

　　有学者认为地球热量来源主要有三个，一是地球内部放射性元素衰变产生的热量，二是地球内部致密物质下沉到地心时重力势能转化成的热量，三是地球形成时尚未散失的热量。总而言之，这些都是地球自身产生的热量。

　　这些能量能不能被人类利用起来？今天，就给大家介绍一种“未来能源”——干热岩。

　　地下除了温泉，岩石也很热啊

　　虽然地心高温，但是据资料显示，地表年平均温度只有15 ℃左右。这是因为从地心到地表热量逐渐散失，温度越来越低，这也让地层中出现了地温梯度。在靠近地表的区域，平均地温梯度是3 ℃/100m，即每深入地下100 m，温度就升高3 ℃；反过来，每向地表靠近100m，温度就降低3 ℃。

　　发现这些来自地下的热量后，人类就想加以利用，将其称为地热资源，并按照产出方式分为水热型地热资源和干热型地热资源。

　　水热型地热资源可以简单理解为地下热水。温泉就属于水热型地热资源，这是地下热水冒出地表后的产物。还有一些地下热水并不冒出地表，而是一直封存于地下。水热型地热资源的应用实例，除了泡温泉之外，在国内比较著名的就是西藏羊八井地热田了，1977年我国就在此建了一座地热发电站，并取得了良好效益。

　　泡温泉就是利用的水热型地热资源  图片来源：

　　相应的，干热型地热资源可以理解为虽然地下的岩层很热，但没有水或者只存在很少的水。一般是指埋藏于地壳3~10 km 深处、温度高于180 ℃（也有学者认为是150 ℃或者200 ℃）的高温岩体，因此干热型地热资源也被称为干热岩。

　　之所以强调3~10 km这个深度，倒不是说更深的就不热了，而是因为更深的地方我们够不着了。目前人类最深的钻井记录是苏联的科拉超深井，花了20年时间才达到12.2 km，而且耗资巨大。因此我们一般只关注那些地温梯度比较高，即挖得不深就能很热的地方，这里投入产出比较高。中国的干热岩资源主要集中在西藏羊八井地区、云南腾冲地区以及青海共和盆地等地。

　　中国干热岩资源分布图  图片来源：参考文献[13]

　　干热岩的资源量是相当可观的。据麻省理工学院保守估计，地壳中可开采的干热岩储量接近1.3×10^27 J，可供全球使用大约2.17亿年。而中国大陆3~10 km 深度的干热岩资源据统计约为2.52×10^25 J，大致相当于860万亿吨的标准煤。根据中国2021年的能源消费总量52.4亿吨标准煤计算，如果这部分干热岩可以实现2%的开采率，那么将能够维持中国3282年的能源供给。