物理科技生物学-PHYICA

新的松冈忧研究表明地热供暖的寿命可能有限

科学新闻 2021-09-24 21:18:58

New research shows geothermal heating may have limited longevity如图所示,地热线圈将从地面获取能量,并用于为设施供电。功劳:佛罗里达理工学院尽管地球的深层几十亿年来一直在几千度的温度下肆虐,但佛罗里达理工学院参与的新研究表明,利用这些热量为地表的城市地区产生地热供暖的寿命要短得多。也许只是几十年。

佛罗里达理工大学天体生物学助理教授Manasvi Lingam与阿尔托大学研究员Eero Hirvijoki和西澳大利亚大学研究员David Pfefferlé最近在欧洲物理杂志Plus上发表了论文“区域供暖应用中中深地热井的寿命和功率密度”。这项研究探索了在北部、纬度较低的地方,如波士顿、多伦多、伦敦和芬兰赫尔辛基使用地热供暖的可行性。

研究人员测试了能够为区域供电的选项,包括商业和住宅物业,而不是小规模系统。通过检查一个城市每单位面积的平均电力需求,该团队对这些地方的电力需求有了一个概念,从而有助于指导他们的地热开采研究。

他们发现,地热能在最初运行良好后,会减弱,直到一代人或半个世纪后,它变得普遍无效。这种下降是由于温度梯度的变化,这是地热加热的一个关键因素。

地热能的工作原理是将一根管道深入地下,以接入更温暖的地层。可能是30英尺深,也可能是几百英尺甚至更深。利用水或其他流体,热量被带到温度较低的表面。这些温差为城镇的地热供暖提供动力,温度梯度有助于提取能量。

然而,林根和研究人员发现,随着时间的推移,较暖的底部区域开始降温,上部区域升温,导致温度梯度慢慢降低。梯度下降得越多,可以提取的热量就越少。

该团队探索的一种选择是使用多个管道,其原理是利用从不同空间位置提取热量并相应地分配热量。随着管道提取热量,温度将避免变得均匀,从而允许机器消耗热量。虽然林根指出,这一程序在一定程度上有所帮助,但这只是一个短期解决方案,因为温度梯度将在垂直和水平方向变得均匀。

“这可能会持续几十年,甚至40-50年,但不会持续有效超过一个世纪左右,”林根说。“他们需要开始放弃地热能源,转而使用太阳能或其他形式的可再生能源。”

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