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地理学与生活（插图第11版） [:1705409688]
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地热能
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图 5.21 （a）全世界的地热电站。地热开发的大多数地区都沿着或接近板块的边缘分布。由于适合地热发电的地点有限，大多数地热电站都远离电力需求很大的大城市，因此地热能对世界能源的贡献可能依然较小。（b）一座世界大型湿蒸汽地热电站位于新西兰怀拉基（Wairakei）。岩浆辐射的热量通过其上面的岩石加热地下含水层中的水。钻井把蒸汽引到地面，使其经管道通向发电厂。如照片所示，地热电站的缺点之一是把气体释放到大气层，虽然烟囱中所用的气体净化器能把气体的逸出量降低到可接受的水平。（［a］Carla Montgomery, Environmental Geology, 6e, Figure 14.22, p. 353. McGraw-Hill: Boston, 2003; ［b］© Nicholas DeVore / Getty Images.）
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人们总是被火山、间歇泉和温泉深深吸引，这些都是地热能（geothermal energy）的证明。地热是被封存在地表下几千米的热水或蒸汽中的热量，有几种方法可以从中获取能量。开发地热能的常规方法取决于地下热水储藏的可利用程度。只要深井钻入这些储藏中就可以利用热能发电或者直接用其加热各种设备，例如房屋取暖或烘干农作物。
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地热田通常都与岩浆附近的地方相关联，也就是俯冲带上面现代火山活动的区域。因此，冰岛、墨西哥、美国、菲律宾、日本和新西兰等国都是生产地热能的国家（图5.21）。冰岛有一半地热能用于发电，另一半用于取暖。首都雷克雅未克几乎所有住宅和商业楼都用地热蒸汽取暖。
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虽然能够开采地热蒸汽用以发电的地方不多，但是地热能也可以直接用于取暖和制冷。地热泵（亦称地源热泵）利用土壤中冻结线以下的恒温，将地热能泵到建筑物中取暖或制冷。把环形管道系统埋入地下，电动压缩机使制冷剂在管道中循环，把分送到建筑物中的空气冷却或加热。由于能效高而且洁净无污染，近年来美国地热取暖系统大受欢迎，尤其是用于新建筑物。
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风能
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虽然美国几百年来就利用风能抽水、磨谷和驱动机械，但是风能对能源的贡献在100多年前几乎完全消失了，因为那时风车先后被蒸汽与化石燃料取代了。利用风车作为电力的能源有很多优点。风车能不用任何燃料直接驱动发电机，又能被较快地建造和安装，只需强劲稳定的风来运转，而且许多地点都具有这些条件。此外，风力发电机不污染大气和水体，也不消耗自然资源。设计技术的进步降低了使用风力发电机发电的成本，因此对传统发电厂越来越具有竞争力。目前风电成本每千瓦时3—6美分，大约与化石燃料的火电同价。
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20世纪80年代，受前几年汽油短缺的刺激以及联邦和州政府的税收鼓励，加上长期公用事业合约的优惠，加利福尼亚州在风能开发中独步天下。到1987年，该州在3个地方安装了大约1.5万座风力发电机，占全世界风电容量的90%（图5.22）。20世纪90年代，随着美国各州和许多欧洲国家开始投资风电场（wind farm），风力发电机群生产商业用电，这个百分比稳步下降。到2005年，美国只占全世界运营风电容量的14%。
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图 5.22 （a）加利福尼亚州棕榈泉附近圣戈尔戈尼奥山口（San Gorgonio pass）的风电场。风力发电机利用风力发电。（b）2004年按州统计的风电容量，单位：兆瓦。1000兆瓦能满足大约30万美国家庭的能量需求。虽然美国风能潜力只有一小部分被利用，但是许多州都有新的风电项目正在进行。20世纪90年代风力发电机技术进展显著，新式发电机比先前更强大、更可靠。近年来无论在美国还是全世界，风能是电力生产中增长最快的能源。（［ a］© Roger Scott.［b］Source of data: American Wind Energy Association.）
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20世纪90年代，减少对化石燃料的依赖并承诺发展可再生能源，促使数个欧洲国家发展风电装置，尤其是德国、西班牙和丹麦。德国在世界风电生产中居领先地位⑧ ，2004年占世界风电容量的38%，而丹麦则是人均风电产量最高的国家。亚洲国家中除印度外，都在某种程度上减缓了风电场的建设，但是中国和日本仍然有大量在建项目。
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未来几年内近海风电装置有望较大增长，尤其是在北欧。世界最大的近海风力发电场位于哥本哈根港入口处，该处和其他地方的装置提供大约全国电力的20%。荷兰和瑞典也有近海风电场，英国、爱尔兰、比利时、德国和西班牙也有计划或正在兴建近海风电场。
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风能的短处是不可靠性和间歇性，风能不易存储，需要备用系统。此外，有些国家在偏远地区才有丰富的风力资源，这些地区远离现有电力网，因而必须建立昂贵的输电线路给消费者供电。批评者指出，要几千个风力发电机才能生产与一座核电站等量的电力。环境方面的顾虑包括风电场的美学影响（它们非常显眼，常常覆盖整个山坡，占据景观的主要地位），以及对候鸟的伤害。
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非燃料矿物资源
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上文所讨论的矿物资源提供使人类能够做功的能量。对我们的经济福祉同样重要的是非燃料矿物，因为这些矿物能加工成钢铁、铝和其他金属，加工成玻璃、水泥和其他产品。我们的建筑物、工具和武器主要来自矿物。