岩浆发电技术原理

岩浆发电的过程就是把地下热能首先转变为机械能，然后再把机械能转变为电能的过程，原理和火力发电的基本原理是一样的。所不同的是，地热发电不像火力发电那样需要备有庞大的锅炉，也不需要消耗燃料，它所用的能源是地热能。

所谓岩浆发电就是把井钻到岩浆，直接获取那里的热量。这一方式在技术上是否可行，是否能把井钻至高温岩浆，人们一直在研究中。在夏威夷进行了钻井研究，想用喷水式钻头把井钻到岩浆温度为1020～1170℃的岩浆中，并深入岩浆29m，可就此也只是浅地表的个别情况，如果真正钻到地下几千米才钻到岩浆，采用现有技术也是很难实现的。

美国能源部在20世纪80年代初开始进行火山岩浆发电的可行性基础研究，并在夏威夷岛基拉厄阿伊基熔岩湖设立实验场，实验是成功的。美国于1989年选定了用岩浆发电的发电厂址，在加利福尼亚州的隆巴列伊地区打了一口6000米的深井，利用地下岩浆发电，90年代中后期建成岩浆发电厂。计算机模拟表明，从一口井中得到的蒸汽热能发电，可以抵得上一台5万千瓦的发电机组。美国能源部计算后宣称，美国的岩浆能源量可折合为250亿～2500亿桶石油，比美国矿物燃料的全部蕴藏量还多。

日本也从1980年开始进行高温火山岩发电的实验。日本新能源开发机构成功地从3500米深处的地下高温岩体中提取出了190℃的高温热水。方法是在花岗岩体中打两口井，往其中一口井中灌入凉水，再从别一口井中抽出高温热水。每分钟灌入1.1吨凉水，可连续回收0.6吨190℃的高温水。1989年，日本新能源开发部又利用高温岩体连续地获得高温热水和蒸汽。他们在相隔35米的距离内钻了两口1800米的深井，以每分钟0.5吨的流量向一口井中灌进凉水，从另一口井抽出的水就被岩体加热到100℃以上。他们的目标是设法使凉水变成200℃的蒸汽，最终实现发电。

英国从1987年开始进行岩浆发电实验。在英国一个温度最高的热岩地带，其2000米深处的岩体温度约100℃，在6000米深处的热岩可以把水加热到200℃。一口井就能产生1万千瓦的电力，可持续用25年时间。英国计划在1995年建成一个6兆瓦的热岩发电厂，可满足2万人口小城镇的电力需求。

岩浆岩主要有侵入和喷出两种产出情况。侵入在地壳一定深度上的岩浆经缓慢冷却而形成的岩石，称为侵入岩。侵入岩固结成岩需要的时间很长。地质学家们曾做过估算，一个2000米厚的花岗岩体完全结晶大约需要64000年；岩浆喷出或者溢流到地表，冷凝形成的岩石称为喷出岩。喷出岩由于岩浆温度急聚降低，固结成岩时间相对较短。1米厚的玄武岩全部结晶，需要12天，10米厚需要3年，700米厚需要9000年。可见，侵入岩固结所需要的时间比喷出岩要长得多。

黏度也是岩浆很重要的性质之一，它代表着岩浆流动的状态和程度。岩浆中SiO2的含量对黏度影响最大，其次是Al2O3，Cr2O3，它们的含量增高，岩浆黏度会明显增大。酸性岩中SiO2，Al2O3的含量很高，因此，黏度也最大；溶解在岩浆中的挥发份可以降低岩浆的黏度、降低矿物的熔点，使岩浆容易流动，结晶时间延长；此外，岩浆的温度高，黏度相应变小；岩浆承受的压力加大，岩浆的黏度也增大。

岩浆岩中有一些自己特有的结构和构造特征，比如喷出岩是在温度、压力骤然降低的条件下形成的，造成溶解在岩浆中的挥发份以气体形式大量逸出，形成气孔状构造。当气孔十分发育时，岩石会变得很轻，甚至可以漂在水面，形成浮岩。如果这些气孔形成的空洞被后来的物质充填，就形成了杏仁状构造。岩浆喷出到地表，熔岩在流动的过程中其表面常留下流动的痕迹，有时好象几股绳子拧在一起，岩石学家称之为流纹构造、绳状构造。如果岩浆在水下喷发，熔岩在水的作用下会形成很多椭球体，称之为枕状构造。可见，这些特殊的构造只存在于岩浆岩中。

岩浆岩不论侵入到地下，还是喷出到地表，它们和周围的岩石之间都有明显的界限。如果岩浆沿着层理或片理等空隙侵入，常形成类似岩盆、岩床、岩盖等形状的侵入体，它们和围岩的接触面基本上和层理、片理平行，在地质学上称为整合侵入；如果岩浆不是沿着层理或片理侵入，而是穿过围岩层理或片理的断裂、裂隙贯入，这种情况形成的侵入体被称为不整合侵入体。人们通常所说的岩墙，就是穿过岩层近乎直立的板状侵入体，厚度一般为几十厘米到几十米，长度可以从几十米到数十公里，甚至数百公里。

由于岩浆岩和围岩有很密切的接触关系，因此，围岩的碎块常被带到岩浆中，成为岩浆的捕虏体。但是生物化石和生物活动遗迹在岩浆岩中是不存在的。

在岩浆从上地幔或地壳深处沿着一定的通道上升到地壳形成侵入岩或喷出到地表形成喷出岩的过程中，由于温度、压力等物理化学条件的改变，岩浆的性质、化学成分、矿物成分也随之不断地变化，因此，在自然界中形成的岩浆岩是多种多样、千变万化的，如基性岩、中性岩、酸性岩，还有碱性岩、碳酸盐岩等岩类，也充分说明了岩浆成分的复杂多样性

随着世界经济的不断增长，能源的消耗也越来越大，化石燃料的大量使用带来了严重的环境污染和生态破坏，资源量也日益减少。

地热电站没有燃料运输设备，没有庞大的锅炉设备，没有灰渣和烟气对环境的污染，是比较清洁的能源，而且地热发电成本较水电、火电都低。

火山爆发时喷出的高温岩浆，蕴藏着巨大能量，如何利用地下的高温岩浆发电，是能源科学研究的一大课题。

酸性岩浆温度较低。约650～850℃,基性岩浆温度较高,1100℃左右

太阳的表面温度有6000℃，中心温度高达1500万℃

岩浆的温度<太阳表面的温度<太阳的中心温度

据测定,岩浆的温度最高可达1300℃。