地热能:利用地球为建筑物供暖并发电

与空气不同，底土的温度在一年中或根据地理位置变化很小。在地表以下几米处，地面温度大约在10到21摄氏度(50到70华氏度)之间，这取决于地区。越挖越深，温度每公里上升20至40摄氏度，到达接近5000摄氏度的地核。事实上，想想我们如何居住在一个以发光中心为轨道在太空中运行的球体中，对一些人来说可能会很痛苦。然而，了解到使用地球形成的能量来发电是一种可持续和高效的方式可能是有帮助的，这种方式在一些国家已经很普遍了。同时，我们还可以利用地下几米处的温度来适应建筑物，无论是在炎热还是寒冷的气候条件下 。

温泉是一个很好的例子，说明如何利用地球层内的温差。无论是由于某些火山上升流过程，还是由于温度梯度本身，热水都会自然加热，并出现在某些地方的表面。由于它们通常含有比普通水更高的矿物质含量，因此它们往往被处方用于放松，甚至缓解疼痛和疾病。一个标志性的项目是瑞士城市瓦尔斯的彼得·祖姆托尔温泉浴场，几乎是这些水域的避难所。世界各地都有温泉，但有些国家的地下活动更为活跃。冰岛以拥有遍布全国的多个温泉而闻名。例如，BASALT建筑师事务所的古拉格热水池项目与海岸岩石融为一体，在海滩旁边创造了一个天然的热水池。

除了休闲，还可以利用地壳下岩石和流体中的热量来产生电能。1904年，意大利开始使用地热能，此后，地热能不断发展，并被确定为可再生能源的良好来源。为此，挖井以获取地下的热蒸汽和水。上升到地表后，这些热量被用来驱动涡轮发电。地热能在印度尼西亚、墨西哥和日本等20多个国家使用，美国是最大的生产国。 尽管本质上是清洁的，排放的二氧化碳很少，但这种能源也有一些缺点。首先是安装初期成本高，而且还会排放二氧化硫和硫化氢。小地震也可能发生，因为它们沿着地壳的构造板块活动。

通过类似的机制，也可以加热水并将其分配给基础设施网络。PK Arkitktar在冰岛首都雷克雅未克开发了一套地热泵站。如今，雷克雅未克的每个家庭都用地热水供暖，这使得旧的石油供暖系统——产生烟雾、燃烧化石燃料和污染城市空气。

也可以利用地表和底土之间的温差来加热和冷却建筑物。基本上，该系统包括在建筑物旁边安装地下管道，填充水或其他流体，以及热泵。这将导致液体在管道中从地下永久地流到地表，与地面交换热量。然后，该设备可以通过管道向建筑物的空调系统供水，或用于加热水。如果地面温度高于环境空气温度，热泵将热量从地面传递到建筑物。它还可以反向运行，将热量从建筑物的环境空气转移到地面，从而冷却建筑物。