碳中性的海水淡化？也許利用地熱就能做到

  地熱能將用于能源生產(chǎn)，和兩種海水淡化（MED和AD）。紅線(xiàn)表示熱水，藍線(xiàn)表示冷水。在這個(gè)過(guò)程的最后，蒸餾水將可供消費者和蓄水層儲存，冷凍水可以用于工廠(chǎng)的空調。整個(gè)理論體系是碳中性的。全球部分地區水資源嚴重短缺，隨著(zhù)全球氣溫上升，更多地區可能正在經(jīng)歷干旱。

  沙特阿拉伯等國家依靠海水淡化廠(chǎng)為居民提供飲用水，每天生產(chǎn)500萬(wàn)立方米的水。這種方法需要大量的能量，這可能會(huì )限制在世界許多地方使用這種方法。

  研究人員一直致力于利用太陽(yáng)能和風(fēng)能等可再生能源為海水淡化廠(chǎng)提供電力，并減少對傳統化石燃料發(fā)電方式的需求?，F在，新的研究提出了一種尚未開(kāi)發(fā)的用于海水淡化的資源：地熱能。

  佛羅里達灣海岸大學(xué)的Thomas Missimer說(shuō)，我們現在正在全世界尋找更好的、低碳的方法來(lái)創(chuàng )造能源。我們想要的是在基本負荷下產(chǎn)生的電力，換句話(huà)說(shuō)，就是一天24小時(shí)不間斷地產(chǎn)生電力。地熱就是其中一種能源。

  Missimer說(shuō)，地熱以?xún)煞N方式提供能量：濕巖石和干巖石。像冰島這樣的潮濕地區，利用來(lái)自地球深處的熱水提供能量來(lái)驅動(dòng)渦輪機并產(chǎn)生能量。但是這種地熱是很罕見(jiàn)的。

  另一方面，干巖地熱潛力在全球范圍內分布更為廣泛。Missimer建議利用這些地區——如南加州、北非和紅海地區——來(lái)加熱可用于生產(chǎn)能源的水。

  目前，世界部分地區正在使用干巖地熱發(fā)電方式，但Missimer說(shuō)，這種熱能可以以更有效的方式利用，尤其是在海水淡化方面。在印第安納州印第安納波利斯舉行的2018年美國地質(zhì)學(xué)會(huì )年會(huì )上，將詳細介紹建設地熱能源-水工廠(chǎng)的新研究。

  通常，地熱加熱的水從地面轉化為蒸汽，蒸汽為渦輪機提供動(dòng)力發(fā)電，然后加熱的水在仍然很熱的時(shí)候排入大氣——在大多數情況下仍然超過(guò)100攝氏度。該團隊希望在脫鹽過(guò)程中使用熱蒸汽而不是把它們排放掉。

  Missimer說(shuō)，第一個(gè)脫鹽過(guò)程是多效蒸餾（MED），它需要100攝氏度以上的熱水，但第二個(gè)過(guò)程，吸附脫鹽（AD），可以在冷卻水上運行。當蒸汽通過(guò)系統并冷卻時(shí)，它仍然有效地為海水淡化提供動(dòng)力?，F在你有了一個(gè)高效的系統，通過(guò)三個(gè)過(guò)程保存了你在地下捕獲的潛熱：渦輪發(fā)電，MED和AD。

  在脫鹽過(guò)程的最后，Missimer說(shuō)蒸餾水和冷凍水（來(lái)自AD過(guò)程）是最終產(chǎn)品。蒸餾水可以使用，即使冷凍水也可以重復使用——它們可以通過(guò)工廠(chǎng)循環(huán)使用來(lái)幫助空調制冷。

  最后，研究人員建議將多余的水儲存在含水層中，以備日后使用，Missimer說(shuō)，這是一種未來(lái)的節能措施。通過(guò)儲存一些多余的水，當需要更多的水的時(shí)候，你可以季節性地使用這些水并且平衡系統需求的變化。

  這樣一個(gè)系統的好處是廣泛的：電站不產(chǎn)生二氧化碳，因為它是自給自足的，由地熱能驅動(dòng)，而不是化石燃料。它也有經(jīng)濟效益。Missimer說(shuō)，如果想象下在沙特阿拉伯這樣的地方使用這種系統的好處，每天可以節省600萬(wàn)桶石油，每桶100美元，這真是一筆巨大的財富。

  Missimer說(shuō)，它甚至比太陽(yáng)能發(fā)電廠(chǎng)更有效，因為它可以一天24小時(shí)運行，而不只是在白天。他補充說(shuō)，效益確實(shí)來(lái)自于運營(yíng)的效率。Missimer說(shuō)，在這樣的設施中，如果運行得當，就不會(huì )消耗任何資源。他還說(shuō)，熱量一直在流動(dòng)，而且是可再生的。

  目前，這一想法還停留在理論階段，尚未付諸實(shí)踐。不過(guò)Missimer補充說(shuō)，電站的各個(gè)部分和這項技術(shù)已經(jīng)存在一段時(shí)間了，只是還沒(méi)有將它們結合在一起組成一座完整的海水淡化發(fā)電站。他說(shuō)：我們已經(jīng)認識到，有時(shí)候你不需要新技術(shù)來(lái)取得進(jìn)展。有時(shí)它以一種建設性的方式拼湊舊技術(shù)，以提供更有效的操作。他和他的同事們希望在不久的將來(lái)把他們的碳中和海水淡化的想法付諸實(shí)踐。