现在，就在你的座下，是一个无人控制的、习以为常发出惊人热量的巨大核子反应堆。这个反应堆位于地幔（地表下40到2900公里处的地球岩层）之中。

来自天然反应堆的热量是回答“美国是否能做到能源自给？”这种问题的部分答案。新墨西哥州洛斯阿拉莫斯实验室的科学家报告了“按美国目前耗用热能的比率计算，在地球表面以下7公里的岩层中，只要其百分之一的热量就能满足美国二百年内的需求。”

这一热能名叫地热能。地热来自何方？

天然反应堆

在地球地幔的上部，诸如铀、钍等放射性元素几亿年来一直在衰变（这些物质的原子核一直在放出质子，进而自己转变成其他性质不稳定的放射性物质。热量就是这些原子反应时的副产品）。

由这种硕大的核反应堆产生的热量将地幔温度升高到约摄氏1480度。在该温度下，岩石熔化成岩浆。

火红炽热的岩浆灼热了上方的岩石。有时，受岩浆加热的实心岩石就位于含孔（带有许多小眼）的基岩之下。基岩的孔中带有因雨雪从地面渗入的水。火热的实心岩使含孔石的温度升高，使孔眼里的水沸腾。这些水温最终可达摄氏260度。但是地层上方石头和泥土总和压力极大，致使受热的水不能沸腾（蒸汽所占的体积大于水。由于基岩中的水处于非常大的压力之下，纵然水温很高，水分子的运动还无法使其互相脱离，以此产生蒸汽。就此而言，地球就好比一只庞大的压力锅。）。这只大压力锅可平静自若地躺在地下。但有些沸水和蒸汽可找到通往地面的裂隙，然后沸水或蒸汽或两者合为一体以温泉、蒸汽泉或火山喷气孔的方式冒出地表。就美国黄石公园为例，名叫“老友”的蒸汽泉规律性地（约七十分钟一次）喷射出热蒸汽。

火山喷气孔、蒸汽泉和温泉可为吸引游人玩客的佳境，但它们对能源之需则几无作为。然而，开发巨大的地热能源，国家就可在能源自给中大大地迈开一步。

1904年，世界上首次使用天然蒸汽的地热发电机出现在意大利的拉德累洛。如今这台机器还在运转。差不多100年之前，爱达荷和俄勒冈州的一些人家就用地下热水取暖。自1960年以来，旧金山之北九十英里的地温地区的蒸汽泉已被用来为“太平洋天然气和电能公司”发电。事实上，这些蒸汽泉发出的电力足以满足旧金山大部分家庭、企业和工厂的需求。如今，用地热能供热的有得克萨斯的一家医院、南达科他州的一所学校和犹他州的一处温室。另外在美国、冰岛和世界上其他国家都有使用地热能的学校、企业和公共设置。

尚未开发的能源

这样，开发地热能并非只是狂热的想象而已。这是发电和取暖的有效、实用途径。实际上，“美国地质勘测局”估计在美国境内，地幔上部3公里厚度范围内的地热能量值相当于1200亿桶（50，400亿加仑）的石油。为了得到拥有巨大潜力的地热能量，我们就必须向这热量、热水和蒸汽的大型储库中钻孔。但是下达地热储库只不过是个开头。接下来要做什么呢？这就取决于钻孔处的地热源类型。

地热源基本上有三类：热水型，地压型，和干性热岩石型（也叫岩热型）。

热水型

热水型地热源又分二种：液体为主型和蒸汽为主型。

蒸汽为主型指的是地热能以“干性”蒸汽（全部是蒸汽，没有大颗的水滴）的形式出现。干蒸汽非常适宜于发电。推动涡轮发电机汽轮的终究还是蒸汽——而不是热水。

干性蒸汽加州蒸汽泉中喷出的资源，如今用它发出的电力在900兆瓦以上。黄石公园蒸汽泉中冒出的气体也是干性蒸汽。

遗憾的是，实用适宜的干性蒸汽源并非比比皆是。它只在美国百分之一的地热源中占了大约一半的比例。

液体为主（湿性蒸汽）型的地热源较为多见。这些摄氏210度的高温水是由钻井带到地面的。在热水上升过程中，地面的设备要使其保持在高压之中，不让蒸汽形成。然而水一到地面，压力骤降，热水突然“决速反应”，这就意味了压力的急降导致蒸汽的快速形成。蒸汽又被用作推动发电机的涡轮。

位于塞洛普列特的一家美国 - 墨西哥瞬息蒸汽厂凭敁一套这样的系统就能发出150兆瓦的电。

“电力研究所”设计和建设了一套改良的瞬息蒸汽系统。在这套由两个部分组成的系统中，蒸汽是用于转动常规的涡轮。而余下的水则由另一部分机器从蒸汽中分离出来，用于推动一台特别的液压涡轮机，然后水再被泵回地下重新加热。这一两用涡轮机系统将到1986年正式交付应用。该系统的优点是能双双发掘了蒸汽和循环水的能量用于发电。

万一在水温并不很高，尚不足以产生大量蒸汽的情况下，还要品凭借热能发电。为了达到这一H的，目前正在应用 · 一种名叫“双循环”的系统。来自这种温度不高不低、约为摄氏150 ~ 200度热水的热僵被用作于沸点低的液体（这样无需很高的热量就可产生蒸汽），然后这些低沸点的液体（譬如异戊烷）的蒸汽犹如水蒸气一样用于运转发也机。同时将用过的热水再打回地下。

虽然热水型——尤其是双循环技术的应用似乎是我们能源之患的完美解决方法，但它们还存在不少问题。首先，用于瞬息蒸汽和双循环工厂的水中，常常带有溶解的矿质。一旦这些矿质在水的应用中从溶液中析出，它们就会沉积在管道内和机器设备中。这意味着具有妨碍机器工作的倾向。科学家目前正致力于克服这个难题。

另一种随地热水外溢的物质是名叫“硫化氢”的气体。这种气体对人体有毒。在加州蒸汽泉动力发电厂工作的科学家亦已找到了去除硫化氢的途径。他们目前正在电厂营造庞大的设置，使其足以对付这一问题。

地压型

地压型体系很像热水型体系。然而，在这种类型的构造中，甲烷气体（一种可燃气体）溶解在热水中。热水的温度通常并不很高，因而不太值得大动干戈地钻井取水。但是，如把采用中等温度热水的系统（双循环系统）与燃烧甲烷产生热量的系统组合起来，地压型体系就可极为有用。目前，人们正在得克萨斯和路易斯安那的海岸地区勘察这种资源。

干性热岩石型

不过，假如下达到地热层，那儿到处都是火热的岩石，没有滴水片流时，又该如何呢？这种类型的热能又有何种优点呢？

如果将水灌注入地下，使其加热到很热的程度后再抽回地面，这不就能派大用场了吗。

首先，在热岩上钻孔。然后在高压（每平方英寸的压力为数千磅）之下把水压入钻孔。岩石在这一压力下从上至下爆裂成垂直缝隙。裂隙直径约100英尺，宽度约一英寸，形如一只巨大的蝶形圆盘。

在距离第一个孔约一百码处再打第二个孔。两个孔以巨大的垂直裂缝相沟通。从第一个孔中泵入的水，流经裂缝到达第二个孔，然后再抽到地面。

在水通过酷热岩石的地下裂缝时，水被加热到华氏数百度。再用水的热量去沸腾如氟利昂等低沸点液体。然后，氟利昂的蒸汽推动了发电机的涡轮。

目前在新墨西哥的芬登高地，科学家正在试验这种发出大约60千瓦电力的系统。该系统的发明人、洛斯阿拉莫斯实验室的博士摩登 · 史密斯 · （Morton Smith）指望它在今后能够发出35兆瓦的电力。

由于处于这一系统中的水保留在管道中（只有水的热量得到利用），可能存在的硫化氢和其他化学物质也不可能散发到环境中造成污染。

史密斯认为，这种通过使用温度在摄氏177度、体积在40立方英里的大块热岩而获取的能量相当于我们从120亿桶石油中得到的能量。如此高的能S可供应美国一年内大部分所需。

拥有如此巨大实用潜力的能量表明地热能具有何等高的价值。事实上，由于美国需求大量的能源来提供人们喜欢和期望的产品和服务事业，所以可以毫不夸张地说，地热能是一种埋在地下的定藏、

[Science World，1983年2月18日]