地热的大小科普

　　国际地热协会（IGA）科研委员会主席、中国地热物理学会地热专业委员会主任、中科院地质与地球物理研究所研究员

　　2012年在多哈召开的世界气候大会，国际地热协会委托庞忠和代表协会发言，给他的题目是“走向百分之百的可再生能源”，旨在向大会发起发展可再生能源的倡议。

　　这个题目很大、很难：可再生能源在各国能源结构中有一席之地就不错了，达到100%，怎么可能？

　　冰岛首都雷克雅未克，其能源结构中水力发电占到40%~50%，地热能占20%之多，整个城市供暖更是100%使用地热能。

　　中国河北雄县， 1989年就被国家确定为全国中低温地热资源综合开发利用示范区，整个县城全4个月的供暖全部来自于地热能，供暖实现了100%使用可再生能源。

　　中国，水能、太阳能、风能、地热能等的储量都很丰富，在这一地区如果朝着100%利用可再生能源的方向努力，是有可能实现的。而且，是中国乃至亚洲淡水的源头，该地的环境变化会影响许多地区使用可再生能源，保护自然生态系统，对全世界都是一个很好的交代。

　　“举完这三个例子，大家的积极性就被我调动起来了，各国政府代表、NGO组织开始对地热能有了认识和兴趣。”庞忠和在接受《中国科学报》记者采访时说，“这一方面为地热行业的发展探寻着出路，另一方面也树立了中国负责任的形象中国也在为减排作着实实在在的努力。”

　　庞忠和将其在多哈的经历比喻为国际地热协会的“大科普”。“这种科普可能会影响政府决策，一些NGO组织也会为可预见的清洁能源摇旗呐喊，至少他们开始对地热能感兴趣。因为这对他们而言，是在能源出路上的一些方向，”庞忠和说，“如果他们中没有研究地热的，可能不会想到地热利用。”

　　相比这种“大科普”，国际地热协会还利用其网站介绍地热的开发历史、利用形式和地热的概念等，但它更多的精力在做“普通”的科普。

　　2010年8月，经当地群众和媒体反映，河北迁安耿庄村一处山坡表层，竟在酷暑8月，温度能达到零下三四摄氏度。老乡去那儿挖个坑，就能冰镇西瓜，当冰箱用。

　　“这样一来，那个地方就成一个谜了。解开这个谜对地热研究者来说，责无旁贷。”庞忠和告诉记者，当时他立即答应去现场。

　　通过比较，庞忠和和其他一些专家发现，那里的山坡是一个多年冻土带，当地的冻土带本该是季节性冻结，夏天应能化开。但是，由于采矿的尾矿渣堆积，含缝隙砂石直接形成一个隔热效果非常好的“被子”，而且阻挡了太阳热辐射。冬天冻土之后，由于尾矿的“保冷”效果，冻土到了夏天没机会化开，最终形成山坡的地寒现象。

　　“这个原理已经被用在青藏高原铁路上了。”庞忠和介绍说，青藏铁路的路基是永久性冻土，列车干扰下一旦化开，将严重影响路基安全。这一度是青藏铁路的重大难题之一。“后来人们就想到，用碎石子把路基垒高1米多，后来观测温度发现非常稳定，用的就是这个隔热原理。”

　　“碎石堆隔热的方式，实在是一个聪明而又经济实惠的办法，效果还很好。”庞忠和感叹道，科学不仅可以解释许多现象，更有许多科学原理可以利用在实际工程中。

　　在江苏丹阳，古已有之的六口“沸井”让见识过它们的人们感到十分惊奇。今年4月再一次随着媒体的披露进入人们的视野。挨在一起的六口“沸井”距今已有2000多年的历史，更令人惊奇的是，六口井不仅水的浊度不同，而且味道也各相迥异，唯一相同之处在于，它们都“咕咚咕咚”地像在烧开水。

　　后来，国际地热协会对此进行了考察研究和科普。原来，这里的“沸井”并不是真的沸腾，从地下咕咚而出的气泡都是二氧化碳。不同的井冒出的二氧化碳的量不同，造成了不同的浊度和味道。

　　为什么会有二氧化碳涌出呢？庞忠和告诉记者，苏北地区是一个历经千万年形成的巨大气藏，地质条件等造成二氧化碳的天然泄漏。

　　“这直接联系到我们正在作的研究：对二氧化碳进行地质封存是否安全？这样一个天然范例似乎给了我们答案。”庞忠和说，从六口井的情况来看，正常情况的少量外泄，并不会造成太大影响和危害。

　　“每一个公众事件的背后，都是一个很好的科普机会。”庞忠和不无感慨地说，地质地热科学有许多谜一样的现象，传导、隔热、地质运动等等，这些贴近人们生活的现象，“如果科学不去占领这个阵地，迷信就会去占领”。

　　“我们算了笔账，”他说，“整个中国的地热能包括浅层热、水热和深层热如果都利用起来，每年应该能够超过10亿吨标准煤的利用量。”

　　现阶段中国能源消费的年消耗量约在40亿吨标煤上下。替代10亿吨标煤的概念，就是20%以上能源为清洁能源，空气污染将减少近1/4。

　　“这不是凭空说的，我们有认真的分析和计量，也是有国际经验的。”他说，这些导向性的东西，尤其需要科普。

　　“一个很好的能源或技术，如果没人去做的话，它不会进步，不进步它的成本也下不来，这样前景也不可能好。”庞忠和告诉记者，“有些人看得相对清楚，对未来的展望就比较有把握，这些人应该积极地把这个观点说出来，这也是一个学者应发挥的作用。”

　　国际地热协会（IGA）成立于1988年，是一个非性、非营利性、非政府的全球性科学、教育和文化组织，拥有65个国家的超过5200名会员。庞忠和现任国际地热协会科研委员会主席，他认为“科研与科普同等重要”“科普是件有意思的事儿”，向来视科普为科学工作者重要的社会责任。