編者按：以下文章經許可轉載自對話，這是一個報道最新研究的線上出版物。
地球深處巨大的熱量能否被利用來為我們地表提供能源？一個來自地熱鑽孔專案的有希望的報告表明，這是有可能的，該專案意外地擊中了岩漿——與火山噴發出的熾熱熔岩相同的物質。
冰島深部鑽探專案，IDDP，一直在鑽探深達5公里的豎井，試圖利用冰島地表以下火山基岩中的熱量。
支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保關於塑造我們今天世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
但在2009年，他們在冰島東北部克拉夫拉的鑽孔僅達到2100米深，就意外地擊中了一個岩漿囊袋，該岩漿囊袋從下方侵入地球的上地殼，溫度高達900-1000°C。
這個鑽孔IDDP-1是IDDP在冰島鑽探的一系列井中的第一個，旨在尋找可用的地熱資源。《地熱學》雜誌本月的特刊詳細介紹了工程壯舉和科學成果，這些成果來自於決定不使用混凝土堵住這個洞（就像2007年夏威夷的一個案例一樣），而是嘗試利用令人難以置信的地熱。
威爾弗雷德·埃爾德斯，加州大學河濱分校的地質學榮譽退休教授，與冰島同事共同撰寫了《地熱學》特刊中的三篇研究論文。
埃爾德斯說：“鑽探進入岩漿是非常罕見的事件，這只是世界上已知的第二個例項。” IDDP和冰島國家電力公司（運營附近的克拉夫拉地熱發電廠）決定進行大量投資，以進一步調查這個洞。
這意味著將鋼套管用水泥固定在井中，在最靠近岩漿的底部留下一個穿孔部分。熱量被允許在鑽孔中緩慢積聚，最終，在接下來的兩年裡，過熱蒸汽透過井流出。
埃爾德斯說，這次鑽探的成功“至少可以說是驚人的”，並補充說：“這可能會在未來引發高溫地熱專案能源效率的革命。”
該井輸送了幾個月溫度超過450°C的過熱高壓蒸汽——創下了世界紀錄。相比之下，英國的地熱資源很少達到高於60-80°C的溫度。
經測量，岩漿加熱的蒸汽能夠產生36兆瓦的電力。雖然與典型的660兆瓦燃煤發電站相比相對較小，但這遠高於平均風力渦輪機的1-3兆瓦，並且超過克拉夫拉電廠目前60兆瓦輸出功率的一半。
最重要的是，它證明了這是可以做到的。埃爾德斯說：“本質上，IDDP-1是世界上第一個岩漿增強地熱系統，第一個直接從熔融岩漿中供應熱量的系統。” 該鑽孔正在被設定為將蒸汽直接輸送到克拉夫拉發電廠，但一個閥門發生故障，需要將鑽孔堵住。埃爾德斯補充說，儘管鑽孔不得不被堵住，但目標是修復它或在附近鑽另一口井。
吉莉安·福爾格，杜倫大學地球物理學教授，在20世紀80年代火山活動期間曾在克拉夫拉遺址工作。“在這個深度的一口井不可能被期望擊中岩漿，但與此同時，這也不可能那麼令人驚訝，”她說。“有一次我在那裡的時候，我們有一個鑽孔湧出了岩漿，”她回憶道。
像冰島這樣的火山區域在大多數時候不是活躍的，但可能會突然被地表以下數十公里處的運動啟用，這些運動使上方的腔室充滿岩漿。“它們可能會變得非常活躍，壓力升高，甚至迫使岩漿到達地表。但如果它沒有被啟用，那麼即使你鑽入其中，也沒有理由期望會發生劇烈的噴發，”她說。
“話雖如此，在只有一個實驗性案例可以參考的情況下，在靠近城市的任何火山區域像這樣鑽探都不是一個好主意，”她補充說。
她說，該團隊因利用這個機會進行研究而值得讚揚。“大多數面對進入岩漿囊袋的人都會收拾行李離開，”她說。“但是當生活給你檸檬時，你就把它做成檸檬水。”
在冰島，約90%的家庭供暖來自地熱資源。根據國際地熱協會的資料，2010年全球地熱發電量為10,700兆瓦。通常，這些增強型或人工地熱系統是透過將冷水泵入4-5公里深度的熱幹岩石中來建立的。加熱後的水再次被泵出，成為生產井中的熱水或蒸汽。近幾十年來，地熱發電的趨勢是穩步增長，冰島、菲律賓和薩爾瓦多處於領先地位，它們25-30%的電力來自地熱資源。包括歐洲、澳大利亞、美國和日本在內的其他地方投入了大量精力，但通常結果參差不齊，而且成本很高。
透過更深的鑽孔，IDDP正在尋找更大的獎品：超臨界水；在高溫和地下高壓下，水進入超臨界狀態，此時它既不是氣體也不是液體。在這種狀態下，它攜帶更多的能量，如果正確利用，可以將地面以上的功率輸出提高十倍，從5兆瓦提高到50兆瓦。
埃爾德斯說：“雖然克拉夫拉的實驗遭受了各種挫折，使人員和裝置達到了極限，但這個過程本身非常有啟發意義。除了已發表的科學文章外，我們還準備了關於實踐經驗的綜合報告。” 冰島國家電力公司將把這些經驗用於改進他們的下一次鑽探作業。
IDDP是三家能源公司（HS能源有限公司、國家電力公司和雷克雅未克能源公司）以及冰島國家能源管理局的合作專案，由埃爾德斯領導的國際科學家聯盟參與。下一個IDDP-2鑽孔將於今年晚些時候在冰島西南部的雷克雅內斯下沉。