地热能作为一种清洁的发电方式，越来越受到人们的青睐。全球地热能丰富的国家也纷纷希望将这种宝贵的资源造福于人类。但是，人们在享用大自然这种清洁能源时，也引发不少担忧——地热能的开采或引发地震。怎样才能安全开发地热呢？近日，美国基特姆公司的新技术让人们看到了这种希望。
增强型地热系统安全成忧
目前，全球70多个国家运用地热发电都是采用增强型地热系统。其方法是对地下进行深层钻探断裂岩石，把水注入地下这些人工产生的、张开的连通裂隙带中。水与岩体接触后被加热，这些高温水产生蒸汽就可用于发电。这个概念本身模仿的是天然发生的热水型地热循环系统。近来，有分析表明，这一方法可能会引发地震，并污染地下水，因此不少业内人士表示担心。
地热开采究竟为何会引发地震？美国地质勘探局地震灾害小组地震学家戴维·奥本海默曾公开解释了这一原理。在上述工作过程中，当钻孔破碎“热岩”时，由于压力突降，裂缝中的水突然蒸发，迅速变成蒸汽，就像摇晃后的汽水瓶突然打开汽泡会喷发一样，进而驱动涡轮机发电。有时发电厂会让一部分水返回蓄水层以保持地下水位。钻井本身并不会引发地震，蒸汽排放和废水回灌却会使断层或裂缝产生新的不稳定状态，从而引发地震。
出于这种考虑，2009年瑞士巴塞尔的一个地热项目被取消，因为当初在该地区地热井周围进行高压压裂岩石作业时，引发了数百起地震事件，有些地震级别甚至已造成财产破坏。随后，美国阿尔塔岩石能源公司也计划采取同样的爆破碎裂法，在加利福尼亚州的圣弗朗西斯科市北部区域启动类似地热项目。该公司在这个项目的地震风险报告中，并没有提及巴塞尔项目曾引发地震，公司的官方解释是无法确定那场地震一定是由巴塞尔地热开发项目引发，然而瑞士政府和地震学家一致认定地热项目就是地震的背后元凶。巴塞尔项目流产后，当地又发生了数千次微震，阿尔塔岩石能源公司对此只字未提。虽然公司高层宣称在这里开发地热基本不存在地震风险，并保证整个操作流程的绝对安全，但这个项目还是激起了当地居民的大规模抗议。
美国麻省理工学院土木与环境工程学系岩石力学教授赫伯特·爱因斯坦表示：“任何一种压裂都可能引发地震事件，如果压裂作业靠近城市，就是个不小的问题。”
新技术有望解决地震问题
地热能的开采可能引发地震，这一问题必须予以高度重视。对于那些住在地热项目附近的居民，或许每天他们都生活在担惊受怕当中。最近，美国传来了地热开采新技术，这或将有效解决这一问题。成立于2008年美国基特姆公司（Gtherm）近日表示，该公司已研发出一种新技术，在开采地热能过程中不需要任何裂缝或注入冷却水。该技术主要是通过在井底使用一种固态热交换器（或称之为“热巢”），借助高导热泥浆，来更好地吸取周围岩石的热量，这不仅可以提高地热能开采量，而且也不会造成地质风险。
其工作原理具体如下：高导热泥浆在一个封闭环路中穿过长长的深井，把热量从巢底带到地面，随后在独立的封闭循环中转化为气体，从而驱动涡轮机进行发电。该公司发现，如果将一条长约100英尺、内含导热系统的细钻孔钻入主要垂直井，地热能的回收率能进一步提高，发电量也有望加大。基特姆公司的首席执行官和创始人迈克尔·帕莱拉表示：“我们基本上是用类固醇热泵。”
目前，基特姆公司已完成3D建模，正在做早期验证和商业可行性试验。参与该项目的还包括美国电力研究所。预计此类示范项目将在2012年初开建。
美国电力科学研究所可再生能源发电项目技术主管路易斯·塞雷佐表示，基特姆公司的单井设计潜力巨大，特别是针对那些已限制地热开发的地方。“我们正在考察深度约5公里、潜孔温度在250到300华氏度之间的地热能开发，有了这个新技术，我们预计未来每口井所产电量达到1兆瓦。”塞雷佐表示。基特姆公司设想的是发展一种更分散、可扩展的地热发电模式，这种模式的发电量将从几兆瓦到数百兆瓦不等。
塞雷佐表示，美国和加拿大有数千口废弃油气井，这将成为未来开发地热的主要候选井。目前，这些地区的温度数据已掌握，这将大大降低勘探成本。塞雷佐帕莱拉相信，基特姆公司可提供清洁能源电力，成本低于每千瓦时10美分。赫伯特表示：“这种方法绝对有利于人类更好地发展地热能，但是在达到商业化规模之前，相关公司应该更好地保证技术的安全性和可靠性，以保证地热能更好地服务于人类。”
