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火山可以燒開水嗎?估計不會有人有疑問吧?能燒開水就能發電。燒開水是人類掌握的最早的發電方式之一,即便現在“花式燒開水”仍然是主要的發電方式之一。
火山發電不是幻想而是事實。爆發頻繁的活火山自然是不能用來發電的,因為不穩定的狀態會使人類建設的一切頃刻毀於旦夕。但是世界上總是存在一些火山地帶,雖然保持著活躍狀態,但是噴發週期卻很長,在這樣的火山周圍會有大量的溫泉等地熱能的存在,在地熱發電也是目前較為常見的一種發電方式。所謂地熱就是來源於地下深處的岩漿和放射性物質衰變,可以將水加熱到蒸汽狀態,利用某些方式加壓,就可以發出源源不斷的電力。
在中國西部山區地帶,由於大陸造山運動,使得地下岩漿也比較充足,因此具有豐富的地熱資源,像初高中歷史書中的羊八井地熱電站就是例子。未來隨著人類材料科學的進步,或許會有更高效的直接將熱能轉化為電能的方式,那樣就能更高效的利用火山的方式。說起來有點搞笑,人類發電除了水電那樣的產電大戶,其他的主要的幾種發電方式比如核能、火力都是燒開水。
自然界中存在的就是人類獲得靈感的源泉,電磁感應可以用來發電,但是總不能用人力吧,看到流動的水,計上心頭,水推動裝置做工,將機械能轉化為電能;燒開的水產生的蒸汽可以衝開茶壺蓋,這不就又有方法了嗎,燒開水推動汽輪機,將燃料的內能轉化為蒸汽的機械能,再轉化為電能。火山這種將地球內部熱量源源不斷輸出的自然產物,將來也還會有更廣泛的用途。
理論上所有的熱源都可以利用來發電,但活火山的熱源並不穩定,尤其是火山爆發的能量不是現在人類能夠控制的,利用活火山的熱量來發電無異於找死。
圖:火山爆發
火山的能量實際上來自於地球內部,所以,我們利用地熱能發電和利用火山的熱量發電在本質上是一樣的。
地球內部的溫度高達7000℃,在地底80-100千米處,溫度會降低到650~1200℃。高溫會加熱地下水,並使其上升到離地面1~5千米的地方。有的還會從地面冒出,形成溫泉。圖:溫泉煮雞蛋
地熱電廠就是利用這個能量加熱的高溫、高壓的蒸汽帶動汽輪機,由汽輪機帶動發電機發電。筆者曾經的一位同事就在西藏的羊八井地熱電廠工作過。這樣的電廠世界很多地方都有,是一種真正綠色無汙染的發電方式。
圖:羊八井地熱電廠
圖:冰島的地熱電廠
圖:地熱電廠的原理圖