2017年8月,我國(guó)的地質(zhì)科學(xué)家們?cè)谇嗪9埠团璧?705米深處鉆獲236℃的高溫干熱巖體,這是我國(guó)首次鉆獲埋藏淺、溫度高的干熱巖體,實(shí)現(xiàn)了我國(guó)干熱巖勘查技術(shù)的重大突破。那么,作為新興的地?zé)崮茉?,干熱巖究竟是什么?有什么資源優(yōu)勢(shì)?如何進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用?接下來(lái)就讓我們?yōu)槟M(jìn)行詳細(xì)解讀。
1、什么是干熱巖
地球深部蘊(yùn)藏著能量,地心溫度可高達(dá)數(shù)千攝氏度。地球通過(guò)火山、地震、地?zé)岬确绞皆丛床粩嗟蒯尫艃?nèi)部能量。干熱巖是深埋地下的、沒(méi)有或少量含有水或蒸汽的熱的巖體,屬于地?zé)豳Y源的一種。理論上講,從地表向深部溫度會(huì)逐漸增加,任何地區(qū)達(dá)到特定深度其溫度都會(huì)高到足以開(kāi)發(fā)出干熱巖,所以我們說(shuō)干熱巖是無(wú)處不在的自然資源,是非常有潛力的可再生能源。
干熱巖巖體的成分絕大部分為侵入巖,也可以是變質(zhì)巖或厚度的塊狀沉積巖,通過(guò)提取內(nèi)部熱量可以進(jìn)行發(fā)電,因此其主要的工業(yè)指標(biāo)是巖體內(nèi)部的溫度。
干熱巖具有資源量大、分布范圍廣、熱能連續(xù)性好、利用效率高和成本低等優(yōu)勢(shì),被認(rèn)為是具戰(zhàn)略潛力的替代能源。
2、干熱巖的資源優(yōu)勢(shì)
干熱巖是地球內(nèi)部普遍存在的可再生能源,可在二氧化碳減排中發(fā)揮重要作用。作為未來(lái)能源的組成部分,干熱巖資源具有如下優(yōu)勢(shì):
1、資源潛力大,廣泛分布;
2、資源的開(kāi)發(fā)利用對(duì)環(huán)境影響小,可基本做到零排放;
3、不會(huì)造成大范圍污染破壞;
4、占地少;
5、穩(wěn)定性好。干熱巖資源深埋于地下,不受日照、風(fēng)速、降水量等外部因素影響;
6、利用效率高。聯(lián)合國(guó)世界能源評(píng)估報(bào)告指出,地?zé)岚l(fā)電的利用系數(shù)高達(dá)72%~80%;
7、利用成本低。雖然早期投資高,但無(wú)燃料費(fèi)用,運(yùn)行費(fèi)用低。
3、干熱巖的分布
干熱巖是無(wú)處不在的資源,但受限于當(dāng)前的技術(shù)手段和成本,在那些淺部溫度高的地區(qū)開(kāi)發(fā)干熱巖將會(huì)有更好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。因此,當(dāng)前的干熱巖開(kāi)發(fā)更多地著眼于這些地區(qū),它們位于板塊或構(gòu)造地體的邊緣,構(gòu)造活動(dòng)劇烈,是地球釋放內(nèi)部能量的主要區(qū)域,地?zé)豳Y源十分豐富。
我國(guó)東北地區(qū)、華北平原、東南沿海地區(qū)、西北地區(qū)也具有豐富的地?zé)豳Y源,具有很大的開(kāi)發(fā)潛力。
4、干熱巖的開(kāi)發(fā)利用
目前地?zé)崮艿拈_(kāi)發(fā)主要針對(duì)淺層地溫能及水熱型地?zé)崮?,干熱巖資源尚處于未開(kāi)發(fā)利用狀態(tài)。主要原因?yàn)楦蔁釒r調(diào)查、勘查與開(kāi)發(fā)利用是一項(xiàng)涵蓋地質(zhì)、水文地質(zhì)、地?zé)岬刭|(zhì)、地球物理、鉆探、壓裂、對(duì)井技術(shù)、發(fā)電等多學(xué)科、綜合性強(qiáng)的綜合性科學(xué)研究工作,包含了諸多的技術(shù)難題。
干熱巖的利用主要通過(guò)增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)(EGS)來(lái)實(shí)現(xiàn),基本原理是:通過(guò)深井將高壓水注入地下2~6千米的人工儲(chǔ)層內(nèi),使其通過(guò)滲透循環(huán)而吸收熱能;再通過(guò)開(kāi)采井將高溫水、汽通過(guò)生產(chǎn)井抽出地表用于發(fā)電;冷卻后的水再次通過(guò)高壓泵注入地下熱交換系統(tǒng)循環(huán)使用,整個(gè)過(guò)程都是在一個(gè)封閉的系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行的。因此,EGS是在干熱巖技術(shù)基礎(chǔ)上提出來(lái)的,即將水通過(guò)井注入到人工產(chǎn)生的、張開(kāi)的連通裂隙帶中,水與高溫巖體接觸被加熱,然后通過(guò)生產(chǎn)井返回地面,形成一個(gè)閉式回路,以提取熱能。
增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)的開(kāi)發(fā)和利用主要是建造兩個(gè)子系統(tǒng):地下人工儲(chǔ)層和地面發(fā)電系統(tǒng),二者都需要多項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用和集成。其中,創(chuàng)建地下人工儲(chǔ)層是目前研究的焦點(diǎn)。
5、我國(guó)干熱巖勘查開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀
我國(guó)干熱巖資源潛力大,開(kāi)發(fā)前景廣闊,是具潛力的戰(zhàn)略能源,但是我國(guó)干熱巖勘查與開(kāi)發(fā)起步晚,在干熱巖形成機(jī)制、分布情況、熱儲(chǔ)特征、評(píng)價(jià)方法、勘查開(kāi)發(fā)技術(shù)等領(lǐng)域仍存在較多尚未解決的問(wèn)題。
為推動(dòng)我國(guó)干熱巖勘查開(kāi)發(fā),2013年以來(lái),中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局先后在東南沿海地區(qū)、松遼平原地區(qū)、華北地區(qū)和青藏高原等重點(diǎn)地區(qū)實(shí)施了干熱巖勘查。2014年,中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局與青海省國(guó)土資源廳共同組織實(shí)施的青海共和盆地干熱巖勘查鉆獲干熱巖,填補(bǔ)了我國(guó)一直沒(méi)有勘查發(fā)現(xiàn)干熱巖資源的空白。2017年5月在共和縣恰卜恰鎮(zhèn)完井的GR1干熱巖勘探孔再獲溫度新高,3705米的孔底測(cè)得溫度高達(dá)236℃,取得了一批重要成果,為我國(guó)進(jìn)一步開(kāi)展干熱巖勘查開(kāi)發(fā)研究打下了重要基礎(chǔ)。
來(lái)源于:礦材網(wǎng)