地熱是如何形成的？

46億年前地球誕生，在它經過了上億年的演化後，終於形成了類似雞蛋結構的地球。如果把地球從中間剖開，我們由內而外依次可以看到地核、地幔、地殼這三個不同的層級。

這三個層級中，溫度最高的地方就是地核，這裡的溫度超過5000攝氏度，幾乎快達到了太陽的表面溫度。

由於地核與地表的距離太遠，而且中間相隔各種固態物質和液態物質，所以在地表生活的我們幾乎感覺不到地核的溫度。但是在一些板塊斷層、火山口等位置，地核的溫度還是會向上傳播。

地核的熱量首先會傳遞到緊挨著它的地幔上，地幔受熱膨脹就會產生熱柱。熱柱也會因為溫度的持續增加而不斷向外釋放。這種由地幔向地殼釋放熱量的熱柱在地質學上被稱之為“地幔柱”。所謂的地熱其實就是地幔柱傳出的地核溫度。

地幔柱

一根地幔柱從地核出發貫穿至地表，距離和介質會使得它的溫度呈遞減趨勢。一根地幔柱在接近地核的溫度足足有4000攝氏度，但是等它將溫度傳導至地殼時，熱量疏散以後的溫度就只能達到200攝氏度左右。這些熱量會將地球表面的岩石加熱，進而被人類發現和利用。所以說我們能感知到的來自與地核的溫度就是地熱。

因為地熱的形成是來自於地核的溫度，所以不需要人類額外新增其他介質來釋放能量，所以它是非常環保的可再生能源。而且因為地核的溫度可是持續存在幾十億年的時間，只要有地下水存在，就能將地熱資源帶出地表。這些地熱水就會被廣泛地運用在各個行業領域。比如冰島的地熱能源就非常豐富，當地百分之九十以上的居民都使用地熱取暖。

地表大多數位置都感受不到地熱，但是斷裂帶和火山口附近的地熱溫度可以達到400攝氏度以上。還有一些海拔較低的盆地也有地熱，但是因為這些位置都不具備高效傳到地核溫度的條件，所以這裡的地熱只有20攝氏度~200攝氏度。

內蒙古發現特大型地熱田

地熱和風能、潮汐能一樣，是一種非常環保的可再生能源。雖然我國的風力發電工程發展勢頭迅猛，但是我國在地熱能源的有效利用領域仍然有很長的一段路要走。

地熱能運用

一方面是因為清潔能源是最近幾年才發展起來的新能源，我國起步時間比較晚，所以沒有充足的時間對其進行深入探索。另一方面，我國的地熱資源本身就不夠豐富，所以我們沒有充沛的研究條件。

比如北京的地熱田小湯山，以出水溫度為40攝氏度以上的區域劃分的話，只有86平方千米的範圍，而且深度也不高只有2000米。

1975年勘探地熱資源時，地質勘探團隊在西藏的羊八井發現了分佈面積達14平方千米的地熱資源。

羊八井地熱資源

探測之初，這裡只是一片低溫熱田，地熱資源的面積也不算大。隨著後續的勘測，人們發現這裡地熱資源的面積可以擴大到20平方千米。出水溫度也從低溫升級到了深層高溫。

我國在這裡建立了一座大型發電廠，為當地居民輸送穩定的地熱電能。西藏的首府城市拉薩有45%的電都由這所發電廠輸出。這裡也是目前國內地熱資源運用比較好的發電廠之一。

根據我國地質部門的勘測，我國已經發現了3200處地熱異常。在經過國家地質局正式勘察和審批的地熱田一共103處，現在我國已鑽探了2000多眼地熱井。我國的地熱基本分佈在西藏南部和雲南、四川的西部。

2020年12月15日，我國內蒙古也發現了一處地熱田，可喜的是這塊地熱田的面積足足有360平方千米。在地質勘探隊的不懈努力下，位於呼和浩特市和林格爾新區白堊系地層中成功鑽探出了一口地熱井。井水噴湧出來後測量的溫度高達62攝氏度，每天可以湧出地熱水4030立方米，水頭高度足足有110米。

地熱井結構

不要小看這些地熱資源，它們為人類社會的發電和供暖工作有著非常突出的作用。比如這次在內蒙古發現的地熱田，僅剛剛提到的這一口井就可以保障為22萬平方米的區域提供熱量。

除此之外，地質探測隊還在呼包（呼和浩特-包頭）平原、西遼河平原、臨河盆地、鄂爾多斯盆地、二連浩特等地成功打出73眼地熱井。如此龐大的地熱井數量和地熱輻射面積，能夠給周邊的百姓帶來非常多的便利條件。

地熱井鑽井工程

在這些地熱井中，最引人注目的當屬呼和浩特市土默特左旗打出的一口地熱井了。這口井的水頭高出地面40.02米，每天都能自動而且穩定地流出3954立方米地熱水，地熱水的溫度也有66攝氏度高。是一口難得一見的優質地熱井。

由於地熱資源分佈並不均勻，所以打地熱井之前需要大量的資料勘測。只有做好資料分析以後才能打出可以利用的地熱井。地熱井的選址很重要，但是它所在的區域是否含有適合人類利用的地熱同樣重要。如果一片區域探測出了地熱資源，但是卻找不準地熱打井的位置，那麼這些地熱資源就無法被我們直接利用。

在西遼河平原，人們早就探索出這裡有地熱資源。但是在種種原因下，一直沒能達到有效利用的地熱井眼。但是現在地質勘測團隊終於在地下72.5米的深處發現了一處地熱資源井。該地熱井打通後，每天都會流出2148.336立方米的熱水，水的溫度雖然只有45攝氏度，但是西遼河平原現階段能量最大的地熱井，是當地地熱勘查的重大突破。

據瞭解，內蒙古中西部的呼包平原、臨河盆地、鄂爾多斯盆地等大型斷坳陷盆地是我國少有的特大型地熱田。這些地方，地熱資源潛力巨大，對內蒙古當地清潔能源的開發利用和促進我國碳中和目標具有重要意義。

內蒙古可以建設大型發電廠嗎？

內蒙古是我國“西部大開發”和“西電東送”重點工程的地區，這裡有世界上在役最大的火電廠——內蒙古大唐國際托克托發電有限責任公司。它的總裝機為672萬千瓦，向京津唐電網輸送的電力中，有三分之一都來自內蒙古大唐國際托克托發電有限責任公司。

內蒙古大唐國際托克托發電廠

隨著地球環境日益惡化，大氣汙染成為了國家乃至全人類都重點關注的問題。大唐國際托克托發電有限責任公司也開啟了轉型升級模式，增加了地熱發電、風力發電、光伏發電的清潔能源發電模式。

內蒙古在“西電東送”重點工程中擔任著不可或缺的重要地位，在發現大型地熱田以後建立大型發電廠是勢在必行的一件事情。再加上地熱還有著可以24小時持續發電的巨大優勢，如果地熱發電廠能夠在內蒙古順利建成，將會在很大程度上減少人們對火力發電的依賴。

這樣一來，清潔的地熱電就能代替對大氣造成極大汙染的火力發電。從我國“雙碳”目標的角度來看也有著極其重要的意義。

雖然地熱資源利用最大的難點在於高昂的鑽井成本，但是一旦我們熟練掌握這門技能以後，一定可以運用其他方法降低鑽探成本，比如借鑑石油鑽探技術，開發低成本的鑽探方式，讓環保的地熱電能走進千家萬戶。到時候，我們就可以享受到地熱電能帶來的種種好處。

地熱井施工現場

比如只要有地熱、有人居住的地方都可以建立小型的地熱發電廠。再比如生產電熱過程中產生的有毒有害氣體極少，而且土地資源和水資源的消耗也遠低於核電站、煤炭發電廠和石油發電廠。相信在不遠的未來，地熱很快就會在發電領域佔據一方天地，到時候將會有更多的人享受到它帶來的好處，讓我們共同期待這一天的到來吧。