勘察一种新能源，康沃尔（Cornwall）城之下6公里处岩石热量的工程成为异乎寻常的旅游胜地。但是第一个热岩石电站是很多年以外的事了。

坐满一群活泼学生的马车行驶在狭窄的考聂许（Cornish）路上，马车通过一个敞开的地方，那儿是旅游者所感兴趣的一个矿区。马车转弯通过入口处，停在一个宽大的停车场上。在康沃尔的罗斯马诺卫斯（Rosemanowes）矿区这个开发地热的英国有名的工程，接待了连续不断的来访者。例如，上个月日本一批科学家前来参观地热能。尽管世界上还有另外一个研究组在新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯（Los Alamos）正在从事向干性岩石钻孔以提取热量（与简单地开发天然热水过程相反），为此日本和西德密切地注视着它的进展。平均来说，每天有一批来访者到达。这样往往带来了麻烦，但是工程负责人托尼 · 白契诺（Tony Betchelor）博士和它的高级顾问还是乐于接待，因为他们相信大范围的科学和技术应该是公开的。假如这些方案仍然保密的话，为什么公民们应该接受这种方案呢？同时有组织的聚会并不仅仅是来访者。在1981年夏，当钻探机械施工时，一个门卫因为无事可做就顺便数了一下在这一天下午3时以前来到矿区旁边风景区的就有250人之多。

公开的交往往往有好处。不仅仅来访者因为他们所看到的而留下了深刻印象，而且当地居民也有这样的感受。这是他们自己的工程，正在向岩石钻孔的某些地区正是人们传统活动的地方，他们为此而自豪。而且工程实施是在卡姆旁（Camborne）矿业学校的赞助下，该校在西康沃尔地区是很有名的。参加工程的60个人中就有40人由当地招收。

尽管矿区比较偏僻，但找到它是并不困难的。在离开曲鲁劳（Truro）几公里通向法尔默斯（Falmouth）和海尔斯顿（He Mon）的环形路处，有一个路标指向罗斯马诺卫斯矿区。路标为附近10公里左右的地方增加了信息。在康沃尔，那儿的人们成百年来由于开挖岩石而使得地面变为洞穴，因而通常的矿区不宜作路标。这将足以引起还没有听到地热能工程的一些人的好奇心。

公众总是希望大规模的科学或技术计划能为他们所接受，并确保批评将带来有益的讯息。在地热能的情况下这更加重要。假如，英国要开发这种地热资源，它大多数是在城市和局部小范围内。来自地下的热量将供给熟知它的人民大众，并由于它而带来好处。

关于开发地热能的想法还没有更新的东西。在地震活动地区，人们成百年以来就开采地热。甚至在英国，南安普敦附近的地热含水层也于1980年被开采，向已建成的工业一商业综合企业供热。另一个，在北爱尔兰的拉内（Larne），在1981年钻孔，但发现是干的。在这年的6月1日，能源部通过了一个计划即在南亨伯塞德（South Humberside）的Grimsby Cleethorpes区钻孔来找寻热含水层。

但是，考聂许的工作是不同的。它力图寻找热的干性岩石。

该工程计划开始于1973年，经过哈委尔（Harwell）政府能技术供给部门的贝脱契劳（Batchelor）和托尼 · 加内许（Tony Garnish）博士努力而实施的。他们相信在岩石里钻孔然后抽入水造成人工含水层是可能的。1977年开始，在四个钻孔中进行了首次试验。这个新形成的深洞下伸约2公里到花岗岩里。最后，研究小组计划要钻5或6公里深。

在洛斯阿拉莫斯，工程师在另一个深的干性岩石方案里，已经钻了4.5公里进入火山岩内。美国的方案与英国的一个方案，在它的预算和雇佣的人数上，规模相同，而且这二个小组紧密合作着。他们的不同仅仅是考聂许小组在炸裂岩石上，采用炸药，在这方面，罗斯马诺卫斯矿是独一无二的。

在考聂许花岗岩，由放射性蜕变产生的热随地下深度的增加使得岩层的温度比一般岩层温度为高。当每平方米为120毫瓦时，在考聂许花岗岩内热量为正常热量的两倍。在2公里深处的岩石温度达到80°C，而在5.6公里处，温度为200°C，产生的能量将更大。这些是商业性计划必须达到的深度。

深的打钻是花费的，但是在工作开始之前，不要担心那么多的花费。而且，并不是所有岩石都像花岗岩那样硬。但是，如果能在花岗岩上打钻，也必然能钻透玄武岩，而且它是深处人们最易遇到的岩石。在英国的某些地区，其中一些是都市工业区，也许会提供合适的场所。

考聂许的花岗岩一般在水平和垂直面上有裂缝。研究组钻了二个孔。他们先是以垂直方式向下钻，然后在西北方向弯曲成30°角。该角度是解决井穿越很多天然垂直裂缝和落下碎石造成稳定性和裂缝堵塞问题的折中办法。在底部，喷发井（称为RH12）跟下面的生产井（RH11）相距350米。一个国有的80油钻机在1981年8 ~ 12月之间钻了二个孔。

在1982年8月，研究小组在RH12底部引爆了一个炸药。炸药为一个包含19公斤梯恩梯苯（TTB）的5米圆筒状炸药。它的目的是炸开新的裂缝（进入岩石里A₁米），并与岩石天然裂缝系统联系起来，以减少水流动的抵抗力。炸药的尺寸已经达到极限状态，因为它太大，所以足以粉碎周围的岩石，因此能堵塞岩壁的孔眼。

在1982年11、12月，借助于水力激发爆炸炸药。科学家们首先缓缓地注入水，然后加大压力和流速。注入的水经过炸药炸出的很多通道进入天然断裂系统。水的压力冲开了天然裂缝形成一个水库或热交换区。假如，流速足够大的话，就有可能获得热水，其水温相当于岩石温度的四分之三。在1982年11月，试验组开始以90公斤/秒的流量和14兆帕压力下注入水。下孔式流量计记录出一半以上的水进入爆破区的岩石里，所以证明爆破是成功的。在几小时之后，热水（约55°C）开始由生产井里流出来。正确地测定水库里岩石的表面积是不可能的，但是它的总面积一定有几百万平方米。

查明地下深处的情况很不容易。在钻孔时，一个佛莱犹惯性定向（Ferrants Inertial Directional）测量器具测得洞的轨道，其精度达1/2000。在水力激发之前，一组水下听音器放在生产井底部以便来监测由爆破造成的响声。在1公里外四个浅钻孔内放置的地震表和过载传感器对此进行了监测。监测的结果表明，在压力减少的方向上如预期的那样，岩石趋向于向下破裂而不是向上。

在监测设备中，下孔式监测系统可称先进。它由瞄向前面和一侧的二种电视摄像机以及另一种为侧面监视固定的摄像机组成。在水库内，它们产生了清晰的图像，其中包括有岩石小碎片形成的天然裂缝。在这之前，没有哪一种仪器能够拍摄到，因而不相信有这种裂缝存在。

真空容器避免了摄影机过热。在温度为80 ℃时，这种容器还可以用，但是在200°C或更高一些时，过热现象出现在地下6公里处，此时就需要专门的仪器。

地热能能不赔钱吗？罗斯马诺卫斯工程是试验性的，虽然打算试验地热能在商业上的实用性，其成本并不考虑。自1980 ~ 1983年，能源部化了880万英镑在工程上，英国电气公司也捐助120万英镑。上个月部里为下一阶段工程批准了1100万英镑的费用。

在某种意义上，对成本问题的答复依赖于谁提出它及用什么信息来说明问题。二个成对的钻井应该能产生约50兆瓦的热，由此可产生5兆瓦的电。如果几个成对钻井放置在发电站周围，那么发电站运行的成本就比较便宜。这并不是十分令人信服的，特别当电站输出功率以千兆瓦而不是以兆瓦计的年代里，但是你如果应用发电机产生的废热时就可以取得预期的效益。在热能综合利用系统（CHP）里，如果用其中一些热能来发电，而其余的来提供热的话，地区性的地热计划就非常有吸引力。在英国，那些必须依赖于电和原油来提供能量的工业或园艺业是很不经济的，但如果借助于地热能，它们就可行了，例如，渔场虹鳟产量有趣的增加是在水比较暖和的情况下。

在它们跟现有竞争者比较时，我们不应该陷入评价新技术（这个开采技术是新的，虽然地热应用不是很新鲜的事）的历史罗网中去。只有当它们做出非常新的事情时，它们才能获得应有的信誉。最早小汽车跟马的竞赛中也不是很成功的，直到他们使汽车跑得更远、更快，价格更低廉时才成功，因而产生了旅行的新的概念。

地方的地热计划有吸引力。尽管没有烟囱，也没有放射物。但是地质学家对6公里深处岩石的地球化学性质知道得很少，没有一个人能说出什么物质可以溶化在喷入岩石的水中。罗斯马诺卫斯生产井里的水含有大量的钠，还包含一些氡。但是因为它是一个闭合系统，氡不能进入空气中，它的浓度如同在目前一些锡矿中的浓度那样。钻孔和抽水很吵闹，但是有可能有效地控制声音，具体做法是把抽水机械放置在隔音建筑物内。能源装置占据很小的空间，禁止吸烟，没有水的污染和保持安静。

将会发生什么？在理论上，到本世纪末，地热能产生英国电力的1%。但是，投资费用是成倍的增加。没有更多的钱（其中一些钱来自私人部门），我们要想完成工程的十分之一还值得怀疑。而且这些投资不大可能唾手可得。托尼 · 白契终相信在今后15年内有利可图的地热的热能混合系统在英国有400处。但这是大的“可能性”。他正仔细地关注着本世纪末作为一个成就建立起来的一个工程。

在许多有远见的投资者认识到地热对他们有利可图之前，我们只能依靠周围的地热站。在南安普敦，管水部门确认对地下含水层内水的主权，并负责收费。但在干性岩石情况下，那一种岩石拥有热量？它是那一种矿物？还有待于进一步了解。

结语

地壳由地幔（一个高温和高压地区）以上比较薄的岩石层组成，在地壳内，温度随深度而增加。地质学家称这种增加率为“地热梯度”，可用度数/单位深度来测量它。

地热梯度各处不同。但通常在洋壳里要比陆壳要大。工程师们在各处都能开采地热能。

地热能工程可追溯到千年前。热水池接近于局部地质条件允许的表面。几个贮水池出现在渗透性岩石里，多半是在地震活动区。它们往往靠近地壳板块的边缘，例如在冰岛、新西兰和意大利。把热能转换成电能不是一种新的概念。由地热蒸汽带动的第一个发电机在1904年在意大利开始运转。今天，全世界的地热能电站有2000兆瓦以上的装机容量。

由于工程仅仅供给热，总计至少有10000兆瓦的地热能已经得到应用。

假如能找到某种方法，在不透水岩石里钻孔到达温度很高的深处的话，工程师们就能取得更多的热量。

在考聂许工程里，地热梯度的变化是正常的，但是衰变的放射性元素使岩石具有更多的热量。假如工程成功的话，它的应用将不局限在这种放射性的热岩石内。在比花岗岩软的岩石里钻孔（朝地热梯度增加方向），到达热量足可应用而无需另外增高的岩石里，证明是可能的。在英国的很多地区，地下6公里处岩石温度高达200°C。热能被提取，以便来产生热水。在没有一个天然贮水池的地方，工程师们必须另外来造一个。

[New Scientist，1983年8月]