地熱加熱（Geothermal Heating）

地熱加熱（Geothermal Heating）
台東專校化學科鍾玉峰退休老師/國立中山大學化學系張祖辛副教授責任編輯

地熱能（Geothermal Energy）即蘊藏在地球內部的大量熱能。在有火山活動的板塊交接地帶常有高溫的地熱發生，除了板塊交接地帶之外，大部分地區離地面每下探一公里，溫度約增加25~30℃。地熱的來源約有80%來自放射性元素蛻變時所釋放出的能量，在地球內主要產生熱量的同位素（Isotope）有K⁴⁰、U²³⁸、U²³⁵、 Th²³²，地殼就如同絕緣體將其熱量包含其中，在地球中心的溫度可高達7000K。

自從羅馬時代人們就利用地熱來做暖氣設施與沐浴，最近則用來發電。過去地熱的開發受限於板塊交接地帶的地理位置，最近由於科技的進步，利用地熱泵（Geothermal heat pump）使可利用的地區與領域已擴大，目前已約有七十個國家直接利用地熱來做暖氣設施與水池加熱。

有些地區，像美國西部、冰島或部分的日本，有相當淺層的地熱資源，熱水或蒸汽可直接從溫泉擷取，或將其引導進入熱交換機（Heat exchangers）加以利用。直接利用地熱加熱，其效率遠高於地熱發電，且較不苛求高溫的條件，所以可適用於較大的地理範圍。有些地區沒有較大的高溫地熱資源，但使用地熱泵強迫從地層裡傳送熱量，就像空調系統一樣，仍可提供暖氣或空調。

封閉迴路的地熱泵，有載送流體（通常是水與抗凝劑混合物）流動的管子埋在地層裡，當流體在地下流動時，就吸收地層裡的熱量，然後經過熱泵將熱量萃取出來，供應室內暖氣，流體再回地層繼續循環。若轉換熱的流動方向，同樣的系統可在夏天的季節，將冷水流入房屋做冷卻用，如此將熱量消耗在清涼的地層或地下水裡，比一般的冷氣將熱量排放到較熱的戶外要來得有效率且耗費較少能量。因為這樣的技術，使得地熱的利用在經濟上是可實行於任何地理位置的。2004年時，估計百萬個地熱泵的總容量為150億瓦，萃取了8萬8千兆焦耳的地熱能供暖氣用，目前全球地熱泵的總容量以每年增加10%的速率在成長。

地熱能也是一種再生能源，根據美國環境保護局表示，使用熱交換系統，屋主在暖氣費用上，相較於傳統的系統，可節省30~70%的費用，在冷氣上則節省20~50%，而且可長期使用，節省維護費，是值得信賴的能源之一。

參考資料：
1. http://en.wikipedia.org/wiki/Geothermal_power
2. http://en.wikipedia.org/wiki/Geothermal_heating
3. http://en.wikipedia.org/wiki/Geothermal_Gradient