力：善用大自然的地底烤箱
10月17日是世界地能源日 可能不是你行事上特的日子，和相比也有黯然失色，但我或真的藏的能源多一注。
在追再生能源的程中，我建造了大的水、矗立的力，在田野上了太能板。然而，在一切努力中，我是否忽略了一大的能源源，而且就藏在我下？地能大多仍尚未，待我去善加利用。
我下的科：地能源
或最、最清楚的地能定自美能源署（EIA）：地能源自地球核心放射性粒子特是、和衰所生的能。衰生巨大的量，形成一持作的「能引擎」，我可以利用股能量生能力。
你看到火山岩，或歇泉冒出蒸水，所目睹的正是自然地程的大力量。
火山爆是因岩些由地球深的高高生的熔融岩石突破地表出。些岩源自地函中的岩石因地核能而熔化，而股能正是自、和的衰所生的高。著地球的板移形，岩便可能地的裂中出也就是我所的火山！
至於歇泉，是地下水存在靠近些熔融岩石的地方，在被高煮沸成蒸出的自然象。景象全球皆可，美石公、冰的大歇泉，到智利的塔蒂歇泉，都展示了地的力量。
人利用地的史
地能源以各形式被人利用已有千年之久。信一年前，美洲的古印第安人便使用天然泉中沸的水烹煮食物清身。事上，自古以，全世界各地的人文明，包括中古帝，都曾利用地形成的天然泉。到了第二次工革命期，工程始能更有系地利用地能，透的水管建物供暖。些管最早在美荷州的博伊西市（Boise）投入使用，於1892年用的施至今仍然作，州大市政提供暖。
地能第一次被工化用於，是在大利托斯卡尼的小村拉德雷洛（Larderello）。1904年，大利工程皮耶·吉里·孔蒂（Piero Ginori Conti）利用地蒸引擎，之後地迅速建立了全球第一座全依地能的商站。
二束後，越越多家始看地的力，投建自有的地施。美的第一座地The Geysers，於1960年在加州北部的卡斯山（Mayacamas Mountains）落成。如今，它仍是全球最大的地系，置容量725兆瓦，足以供整金山市的力需求。
史看，人利用地能源已有悠久史；而今天，科技的步正在解地的真正能不再限於提供水，而是能定，成再生能源的重要力量。
什地能是再生能源？
「地能之所以是再生能源，是因地球在形成所生的巨大能至今仍被保留。而且，地球部的放射性元素（如、、）持衰，也不生能。地球部所存的量，以及自然程（例如火山活、或射至大）所失的量，超我地所消耗的量……著推移，了持能源量，通常需要掘外的井口，因的度或力可能逐下降。」
Drew L. Siler 博士，美地球科地地家
作再生能源，地能源最重要的之一，就是化石燃料相比，它在程中生的室排放量低。根平均，地每生一度（千瓦小），排放122克二氧化碳。比一般天然的排放量（450克/度）低了73%，比燃煤（900到1300克/度）低了86%至90%。
地能源是如何被提取力的？
的地能源方式，是在地下1至5公里深的地井口。
些井口可以低源（低於氏150度）高源（高於氏150度）。由於地井需要穿透硬的岩承受高，因此必使用的旋井，一般石油天然井技有所不同。
井口完成後，地流包括水、蒸，或者的混合物便透管系地中被抽取至地表。些流之所以能自然上升，是因地力差自然流的作用。
其中生的蒸可直接用行，而水可以入交器，能其他系，以供力用途或接程。
能力的方法有？
目前，共有四主要方法可地中提取的地能力。的三方式乾蒸（Dry Steam）、蒸（Flash Steam）循（Binary-Cycle），是目前全球地的主流技。近年出了增型地系（Enhanced Geothermal Systems, EGS），透人工井建，一步拓展了地能的可用。
乾蒸是最早也是最直接的地方式，使用地底天然蒸直接推。在系中，地下抽取的蒸是超高且乎不含水分的「乾蒸」，因此可以直接送到蒸，使其旋生力。方式的效率非常高，因不需要水蒸分或行蒸等中程序。乾蒸系用於出蒸且含水量低的地，如美加州北部的「歇泉地」（The Geysers）。但由於地地件要求高，全球少地具此源。
蒸式是地下深抽取高高的水，透力降的程部分水瞬汽化（也就是「蒸」）成蒸，再用推。些地流通常度超182°C（氏360度），地底抽出後入蒸槽，力降低使水迅速蒸。生的蒸，而剩下未汽化的水可以再注入地下，或入第二蒸槽再次生蒸，提高能源利用率。
蒸的性高，因它能理含有水蒸混合物的地源，不像乾蒸系只能用蒸。使得蒸系可用於更多地，因此成目前全球最常的地方式。
循地是地水中的能，透交器移一沸低的第二流，通常是容易汽化的有化合物，例如碳化合物。第二流被加後蒸，而生力。
方式特合用於中低地源，度在氏107度（氏225度）至氏182度（氏360度）之。由於循系密循，地水第二流之不直接接，大幅少室排放防止有害放，使其成比其他地技更的能源解方案。由於能有效利用中源，循的址性高，可用於更多地。阿拉斯加的奇泉（Chena Hot Springs Plant）便是一著名的例子，即便所使用的地源相低，能高效作。
增型地系（Enhanced Geothermal Systems, EGS）
增型地系（又「乾岩」Hot Dry Rock）是透人工方式激或展地。在程中，水注入地底的高乾岩，使岩生裂，而形成可循的水系，程序「激理（stimulation）」。此技能地能源的力展至原本缺乏天然液源的域，些地通常位於更深的地下方，有大幅提高全球可的地能。
值得指出的是，水力裂（fracking）不同，EGS 的激程使用的水量力通常都小，而且在多情下，些水在封系回收再利用，而少浪污染。此外，EGS 不涉及任何化石燃料的，也不生如甲烷等有害副物，因此能有效降低水源污染的，於更保的地技。
此外，地能源仍可用於供暖冷
除了之外，地能源可以作定的能源，泛用於各供暖冷用途，例如工、施，以及各工用途。些用主要透方式行：一是「地直接利用」，另一是「地泵系」（Geothermal Heat Pumps, GHPs），取代依天然煤炭等化石燃料的能供方式。
地直接利用是指地下的地中，直接取得自然加的水或蒸使用。方法乎不需要行能量，因此效率非常高。通常些地水介於氏20度到150度（氏70至300度）之，能直接用於多供暖景。在地下高的情下，水甚至能超大下的沸（氏100度），一步提升了地作源的多性效能。
建供暖是地直接利用最普遍的用之一。地流可透交器入建物的地板射系或暖管，提供室暖。在某些地，整社透「地域供系」，由一地源集中供至多建。
在方面，地能源可用於室供暖，不延作物的生季，能提升量。水殖使用地定水，促生降低能源成本。在工域，地能也用於食物水、牛奶巴氏菌、木材烘乾等用途，成一且定的源。
直接利用依自然高水不同，地泵系（又地源泵）是利用地底度定的特性，提供全年皆可作的供暖冷功能。是土壤是地下水，其度全年乎保持定，成理想的交源。
冬季，地泵地下吸收能送至建物中。系含水溶液在地面下埋的「地管路」中循，液吸收地底能後，由泵置量放到建部。夏天反向作，建物的量移至地底爽的土壤中，到冷效果，能源效率相高。
那，地到底能有多「」？
地所能生的能有多高，取於一「地梯度」的象。是地球度著深度增加而上升的速率通常地每往下延伸一公里，度上升氏25到30度。
要理解地能源，就需要地球的基本成有一定。地表之下是地，在地上平均厚度30至70公里，在海洋下5至10公里。地之下是地函，深2,900公里，由高的半固矽酸岩石成，些岩石富含。再更深是地核，度估介於氏5,000至6,000度之，太表面的度相。
其他值得喜地能源的理由
除了室排放量低、能助候之外，依天件才能正常作的太能力不同，地能源不受天影。
用哪方式，地能源皆依地球核心定生的能，因此可作全天候的基力源，仰外部候件。
多能源，例如燃煤或核能，需要大量水源行冷，但地（尤其是使用乾冷系的型）在作上所需的水量少。水源的依程度降低，不有助於保珍的淡水源，也能避免其他能源中大量用水所的境。
由於技相似，且同依井作，一些美西部的石油天然井已被改地施。些井勘察、估重新配置，之後建置成交系，作新的地。
近年，美能源部透其地技公室（Geothermal Technologies Office, GTO）及「之井」（Wells of Opportunity, WOO）推油井地能源。WOO 助了全美各地多案，州的井透性改良，到德州加州既有油井的回收。藉由利用美境以百的非活井口，策略大幅降低了高昂的井成本，透活化基施解境。
地能源的效益不限於其效率。例如住宅用的地泵，相的 HVAC 系，可少 25% 至 50% 的能源消耗，在多候件下足以完全取代 HVAC 系。地泵在住宅商建中都相受迎，提供了一永的供暖冷替代方案。此外，地泵命，常可使用 25 年以上，且因其埋地下、不受外天影，也不依燃料燃，所需量相低。
地能源的限制
由於地通常建於接近地的域，而些地多位於上，容易受到地震活影，因此探、注水抽取流的程期以一直部分科家其可行性安全性提出疑。
著增型地系（EGS）的展，於地震的疑一步升高。所地震，是指因人活而引的地震。EGS 技需要流注入地底的高乾岩，可能改地下的力分布，使岩石生裂，而致地震不定。
美家科、工程院（National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine）在其告《能源技中的地震力》中指出，地能源造成可感地震的可能性相低，是因其程涉及流注入再地下中抽取出，形成平衡。
目前美的 EGS 作仍於段。地能源研究前沿站FORGE）是唯一一行 EGS 研究的基地，目前主要用於其力，尚未泛用於商用途。
流被注入地底，致孔隙力上升，而降低之的有效力，使它更容易滑。孔隙力散是造成注水地震的主要制之一。此外，冷流注入高岩也引性力化，一步影地定性。
此外，注入流岩石之的地球化反，可能透力腐作用削弱。地震的制相，涉及－水－力－化（THMC）耦合程，因此很精算。
然大多地震模都小（小於芮氏模3），但仍有生大地震的案例，例如2017年南浦市生的一模5.5地震，即地一 EGS 有。具破性的地震，曾致一些 EGS 目被取消。地震生後，科家著手研解策。查示，注水所生的力了一先前未知的，致次震。了避免似情再次生，研究人提出加技，以藏，建更先的模型，以注水地下力的影。
他同建入具性的「系」，可在到常地震活，即整注水策略。透些努力，目是未的 EGS 展更加安全，竟 EGS 被泛是下一代地技的核心。
除了地震的疑外，地在冷生蒸的程中，通常仍需要大量用水，即使多施用密循系以促水源再利用，仍可能地水源造成力。
此外，地房的井基施需占用大量土地，可能地生系、生物多性社造成干。然研究指出，石油天然相比，其土地使用影仍相小。
地案的前期成本也是一大挑，尤其是在探勘井段。根再生能源（IRENA）的估算，建造一座地的成本介於每千瓦1,870至5,050美元之，而用高度依於址的地件。相比之下，大型力的建成本每千瓦1,500美元。因此，力或太能等其他再生能源相比，地有吸引投。
美地能源的
目前在美，地能源的利用程度仍然非常低，大多的供暖需求60%仍由化石燃料如天然、丙烷燃油所供，些能源型占全室排放量的40%。地供暖系（包括地源泵域供）在美的供暖市中小一部分。根能源署（IEA）的料，全美有170具地泵系正在使用，其中只有40%用於住宅，全美家庭的0.5%。美能源部已承，利用《降低通膨法案》款，在全安2,800具地泵系。
根美能源部，目前美已有近4吉瓦的力自地技，足以供300家庭所需力。然全美量的0.4%，但仍是全球最多的地量，目前大多地分布於美西部地。
在中，院通似法案後，一跨派提出了 2024 年地能化 （GEO） 法案（Geothermal Energy Optimization Act, GEO Act），旨在化地可程序，仿效去油所使用的方式。
目前的可流程需依格定行查，涉及多，申到工往往耗近十年。法案所提的改革措施立地督人小，案提供技助解，保效率，定新的邦土地地租目，要求土地管理局（Bureau of Land Management, BLM）提高租拍的率。
然能源案在邦土地上需政部下土地管理局的格查，但 BLM 近期已透《家境政策法》（NEPA）中的「排除」措施，加快了地的可流程。在一份此加速政策的新稿中，BLM 局崔西·史·曼（Tracy Stone-Manning）表示，技是「能推我家向能源未的技之一」。
在土地管理局（BLM）推相措施之後，能源部也布了一份新告，估在美大模商展地能源的可行性。根《降低通膨法案》《跨基建法》所提供的金，能源部估，到2050年，美地的力可望增至90吉瓦，目前置容量的22倍。
了成告中所的「起段」，能源部必透成功部署址案，明市力，些涵5至10不同的地件，所需初期投200至250美元。一旦初期投得成功，全展更大模的地，用千美元，以推地能源的更泛用。
全球：各如何利用地能源
然美在地方面居全球先地位，但像冰的家地泛用於供暖，目前冰有90%的住家使用地供暖，有30%的力自地。赫利舍迪（Hellisheii）斯瓦德利（Nesjavallavirkjun）是地大型地施的代表。
肯是非洲在地能源域的羊，也是全球地量前名的家之一。卡利地（Olkaria Geothermal Plant）位於地之家公，是地重要的施，供40%的全力。非裂谷系地提供了富的地力。
衣索比也正其地源，重同集中在非裂谷地。阿加（Aluto-Langano）地自1998年起便已投入作，目前有多案正在中，以一步的地能。
大利是世界上第一座地拉德雷洛（Larderello）的生地，如今仍持透地能源供，地全用的4%。
拉丁美洲的多家也始重地能源的展。以墨西哥例，其位於塞普列托（Cerro Prieto）的地站是世界上最大的地之一。墨西哥正展地，作其推再生能源的一部分。
智利著重於安地斯山一的地，然仍於初期段，但因火山活繁，具高度力。
澳洲也始探索其地能，特是在珀盆地（Cooper Basin）南澳的岩域。管目前地在澳洲能源合中所占比例低，但著增型地系（EGS）的展，市力注度正在提升。
放眼全球，地能源正逐受到重，明它作定再生能源的值。
地能源的未
地能源有望成全球向能源型中的力量。由於具有大幅少室排放的力，地能源在多能源中而出，是一可靠且永的源。力、太能等歇性能源不同，地能可定提供基力，不受天件影，供定的能源。
著技步方式的改善，地能源在多元化再生能源合中可能扮演更加的角色。增型地系（EGS）的持展了新的可能性，使人得以去法及的地源，但也需制定周延的安全指引，以防止地震活化。
然而，要些力，不需要技新，也需政策支持金投入。透建立鼓保地探勘的法境，政府可以有效仍未被充分利用的能源。
只要有正的承力，地能源就有可能像能太能一，成抗候不可或缺的工具，引我向更、更永的未。在正是投地的我未世代解股大源。
原文：The Heat is On: Harnessing Nature’s Underground Oven
作者：Allen Huang
翻志工：翼
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篇文章 力：善用大自然的地底烤箱 最早出於 台地球日。
- 者：官 淳安
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