地大熱能：太陽系中的所有行星，都是由與太陽相同的熱等離子體球形成的。太陽與行星之間的主要區(qū)別在于太陽更大，它的引力可以維持核聚變，而較小的行星（例如我們的地球）無法做到這一點。 不過，行星冷卻需要很長時間。因此，地球實際上仍然是一個由熱等離子體組成的球，只是它現在有一個已經冷卻的地殼。

所以當我們向下挖掘時，挖得越深，溫度就越高?？茖W家認為，地核的溫度不僅來自等離子體的初始熱量，還部分來自放射性衰變。地球核心的溫度估計有五-七千攝氏度，這與太陽表面的溫度差不多。如果我們想利用地熱能，我們不需要數千攝氏度，幾百攝氏度就足以將水煮沸并驅動渦輪機，而這樣的溫度可以在地球上大多數地方的幾公里深處找到。

地球科學家估計地殼上部10公里的總能量儲備約為10^27焦耳。目前，全球每年的總能源消耗約為5×10^20焦耳。這意味著如果能源需求保持穩(wěn)定，地熱能的提供將持續(xù)數億年。這聽起來不錯，但實際上，地熱能目前在地球上的大部分地方的作用都非常小。2020年，全球地熱發(fā)電總容量約為15吉瓦，這大約占全球太陽能裝機容量的 1%。

根據IPCC的數據，大多數地熱發(fā)電廠的二氧化碳排放量與太陽能相當。但與太陽能相比，地熱能一年365天、一天24小時不間斷供電。地熱能也不貴，地熱發(fā)電廠的平均電力成本目前與太陽能和風能相當。這可能會讓您認為地熱能會蓬勃發(fā)展，但事實并非如此。

有東西破裂、漏水或地面不符合預期等問題。

如何讓人們更好地鉆井呢？通過教他們物理。2020年，美國得克薩斯州的兩名研究人員為鉆井工人開發(fā)了一項培訓計劃，教他們有關巖石和裂縫等知識。這將鉆井時間縮短了一半，并顯著降低了成本。

地熱鉆井比石油鉆井更具挑戰(zhàn)性是有物理原因的：必須挖得更深，發(fā)電效率才能更高。一個與地熱發(fā)電廠效率特別相關的因素是一個物理量，稱為水的比焓。焓測量物質可以攜帶多少能量，它是溫度和壓力等環(huán)境條件的函數。大約200倍大氣壓力下的水的焓在 374 攝氏度時突然增加，這時的水處于“超臨界”狀態(tài)。超臨界水每單位質量可以攜帶多幾倍的能量，并且向電能的轉換變得更加高效。

世界上有超過25個地熱井達到了374攝氏度以上的溫度，但到目前為止，沒有一個地熱井可以長時間用于能源提取。意大利人在托斯卡納鉆了一個適合建造超臨界發(fā)電廠的井。但是這些井不僅很熱，巖石之間還含有許多令人不快的化學物質。這使得鉆探的水呈強酸性，從而破壞設備。類似的問題還有很多。

現在，科學家正在研究新的技術，來幫助更快、更好的鉆井。例如，美國使用一束微波來鉆小孔、開裂巖石，然后用可生物降解的物質堵塞裂縫。這樣可以防止水滲入巖石，他們就可以鉆得更深，形成并擴大裂縫網絡，然后水可以通過這些裂縫循環(huán)。除此之外，英國研究人員提出了沖擊鉆孔，可以將鉆孔速度提高多達10倍，并將成本降低一半。法國和英國的研究人員正在開發(fā)另一種增加高壓水射流的新鉆井技術，這個想法是利用水將巖石切割成特定的形狀，這樣它就可以更容易地被流體動力沖擊錘打碎。麻省理工學院的研究人員希望將傳統(tǒng)的旋轉鉆孔與毫米波激光相結合，他們聲稱通過這種方式，能夠在短短 100天內鉆深20公里。