地下20000米处，藏有可供人类用23亿年的无尽能源？美国正在布局

地球上最深的人工钻孔，是苏联在科拉半岛打的那口科学井，深度一万二千多米。人类早就能把飞船送到几十万公里外的月球，往脚底下却连十三公里都没钻到。

从全球范围看，航天和深海探索发展都很快，但人类向地球深部的探索进展不够，钻探深度只到达约12公里。因此，深地探索是一个更严峻的课题。

地下藏的究竟是什么？答案就是地热。地下 20000 米的地热能被称 “无尽能源”，美国企业已提出远期技术愿景，正开展核心钻井技术攻关。

地热人们都很熟悉，火山喷发、温泉、喷气孔等自然现象，都是已经显现出来的地热。回头看化石能源，它推动了工业化，给社会经济带来了巨大发展，但同时也带来了很现实的问题，就是环境污染，其中大气污染是非常突出、迫切的问题。地热则是一种可再生能源。

地热资源的特点是可再生、清洁，来自地球内部。有一句常说的话：地热是地球内心的奉献。地热的能量可以和太阳能相比，地心温度可以达到5000到6000摄氏度，所以它的能量巨大。

其中约50%的热量是地球与生俱来的，也就是地球形成时就是热的，之后慢慢冷却。地球到今天已经过了约45亿年，大概到了“中年”，应该还能再存在45亿年左右，这部分原有的余热还没有完全散尽。

另外约50%的热量来自地壳中所含的铀、钍等放射性元素，它们不断衰变，产生衰变热。所以地球不只是一个热库，自身还在不断产生热量，地球的热量因此是可持续的。

地下热量总量极其庞大，这一点学界没有争议。官方与学界的严谨表述是：地表 10 公里以内的可利用地热资源，按当前能耗水平可满足人类数千年需求。“23亿年”这个说法，是把地球全部内热、完全不计开采成本和技术极限的极端理想化数字。

和地球的总能量相比，人类所利用的能量比例非常小，可以忽略不计。所以它是可持续的，有一种说法称它是“取之不尽、用之不竭的人类终极能源”。有专家认为这个说法有一定道理，因为它的量实在很大。

可总量再大，人类能实际拿到多少，取决于钻得多深、成本多高，这才是要害。

地热资源的类型可以用六个字来归纳。一是“浅热”，也就是浅层地热能，主要指脚下200米以内、以土壤层为主的这部分热能。

二是“水热”，也就是温泉、喷气孔等以水的形式出现的地热能，即常规所说的地热能，深度大约在200米到3千米之间。目前人类主要利用的就是3千米以浅的这部分地热能。

三是“干热”。越往地心温度越高，但随着深度增加，岩石的渗透性却逐渐下降。这对矛盾导致越往深处，就只有热、没有水了，所以人们习惯称之为“干热”。干热没有流体，很难开采。

前两种是目前人类开发利用地热的主要形式。第三种仍在探索中，欧美发达国家已经探索了将近40年，但仍没有达到真正产业化的程度，中国当时还处在技术研究阶段。

美国Quaise能源公司瞄准的正是更深处的热量，目标是钻到地下20公里，拿到最高500℃的热量。越深越热，同一口井发电越多，而且这种深度的高温岩层全世界几乎到处都有，不必守着火山。

难处在于钻不下去。科拉超深钻孔1970年开工，1989年钻到12262米。当时预计井底约100℃，实际测到将近180℃，岩石在高温下有些像软泥，钻孔越来越难维持，工程后来停了。

Quaise想换个思路：在麻省理工学院十多年研究的基础上，用大功率回旋管发出毫米波去烧蚀岩石，井下不需要任何硬件。岩石被熔化、气化后，再靠气体带回地面，钻头不碰石头，也就没有磨损问题。

新麻烦随之而来：岩石加热过头会电离，形成等离子体“护盾”，把毫米波反射掉。团队为此加装了一束类似雷达的诊断光束。

2025年7月，Quaise在得克萨斯州中部一处花岗岩采石场钻下去118米。测试用的回旋管只有100千瓦，所以它眼下走“混合路线”：先用常规钻头钻到基底岩层，再换毫米波往深处走。

2026年9月，Quaise在俄勒冈州纽贝里火山附近开钻第一口确认井，设计深度约4500多米，计划2030年前建成5万千瓦电站。当地地温梯度约每公里100℃，这口井用的仍是常规钻头。

2026年8月，它完成1.8亿美元股权融资，累计融资达到2.8亿美元。但早在2025年就有专家提醒，重新发明钻井不会那么简单、那么快。

2026年美国地热真正抢到头条的，反倒是不追求“20000米”的Fervo能源。它借用页岩油行业的水平井和压裂技术，在干热岩里人为造出热水循环通道，犹他州Cape Station电站9月30日宣布商业运行。

推着它往前跑的是美国数据中心猛涨的耗电量，科技公司到处找能全天稳定供电的清洁电源。

地热是连续稳定的能源，一天24小时、一周7天、一年365天都在。太阳能和风能则不同：有太阳的时候才有太阳能，阴天下雨时就没有；刮风时才有风能，不刮风就没有，所以它们是间断性能源。

地热在成本上也有竞争力。它最大的特点是不排放污染物，不会带来大量二氧化碳等温室气体，不会加剧温室效应。

地热在地下储存时还可以像电池一样帮助储存能量。储能技术是能源领域一个非常突出的现实瓶颈，储能技术上不去，许多能源的利用就会受限。地热将来可以和太阳能、风能相互结合、互补，起到储能作用。

不过，Fervo在2026年上半年营收只有17.4万美元，净亏损8770万美元；人为改造地层还有地震风险，Cape Station 9月最大的三次地震约为3.0到3.3级。

中国走的是另一条路，先把中浅层地热用足。截至2025年底，全国地热能供暖制冷面积约16.5亿平方米。

在华北地区，北京、天津等地的脚下存在隐伏的岩溶，这类岩溶是最好的含水层。研究发现，这种岩溶储层用于3千米以浅的中深层地热开发是目前最有利的：单井出水量每天可达3000吨，甚至8000吨，花岗岩地区一般的井一天只能出300到500吨；水质较好，用完以后很容易回灌到地下。

河北省雄县位于牛驼镇地热田的最南端，地层上部是很厚的新生代松散沉积物，再往下是好几层石灰岩，即大型岩溶热储。二者的热导率相差2到3倍，热量会向导热性好的碳酸盐岩集中；来自燕山和太行山的地下水经过两三百公里运移，也把热量带到盆地中心，称为“二元聚热模式”。

雄县实现了100%回灌。以前基本没有回灌时，地下热水水位每年下降5米，2010年以后开始回灌，水位就回升了。当时县城人口30万，已打地热深井约70口，深度在1500米左右，水温在60到70摄氏度，每年冬季4个月，90%以上的人口享受地热供暖，成了“无烟城”。

高温发电方面，中国未来的重点在喜马拉雅地热带，在西藏和云南基础上又增加了川西地区。四川康定有一口井钻到300米时，井口就测到了180摄氏度，经过计算，其热储温度可以达到260摄氏度。

往深处走，2024年中国石化在海南部署的福深热1井完钻，井深5200米，5000米处温度超过180摄氏度，达到干热岩的温度界限。

对于深层干热岩资源，中国也有一套工程化技术发展路线。根据中国科学院制定的能源技术路线图，预计到2030年或2035年，干热岩技术能够初步成熟，并实现初步商业化应用；到2050年实现完全商业化应用。

在2026年第十六届全国地热大会上，中国科学院院士滕吉文说，“向地球深部3000—5000米进军是必须攻克的战略科技问题”。

如果能把中深层地热和浅层地热结合起来，再进一步探索干热岩深层地热的开发利用，就能对可再生能源乃至整个能源供应发挥更大作用，唤醒更多沉睡的能源。

目前看，离电网最近的是四五千米深的井，20000米仍只是Quaise图纸上的终点。毫米波钻井能否撑过井下高温高压，接下来两三年就会有答案。