地球深處的能源 干熱巖開發利用潛力巨大
所有的地熱資源當中,最具潛力的恐怕要屬干熱巖型地熱。與傳統化石能源相比,干熱
巖地熱能是一種清潔可再生能源;與其他清潔能源相比,干熱巖能夠實現穩定、可靠且安
全的能源供應。雖然有很多技術難點待突破,我國的干熱巖開發從未止步。如今,地熱能
作為清潔能源中的一支,也得到了“十三五”規劃的重視。
剛剛過去的供暖季,陜西西咸新區灃西新城度過了一個不燒煤的溫暖冬天。那是因為
我國首個干熱巖供熱PPP項目在該新城啟用,這項技術屬于新型綠色供熱技術。采用干熱
巖供熱技術,能同時制熱、制冷。更重要的是,供暖過程不產生污染,空氣環境也有了保
障。
中國屬于地熱資源豐富的國家,開發潛力巨大。早在1970年,當時的地質部部長李四
光就曾高瞻遠矚地提出“地下是一個大熱庫,是人類開辟自然能源的一個新來源,就像人
類發現煤炭、石油可以燃燒一樣”。而如今,地熱能作為清潔能源中的一支,也得到了“
十三五”規劃的重視。
有能量的干熱巖
所有的地熱資源當中,最具潛力的恐怕要屬干熱巖型地熱。可以說,站在地球的每一
個角落,腳下幾千米深處的巖石,都是熱源。與傳統化石能源相比,干熱巖地熱能是一種
清潔可再生能源;與其他清潔能源相比,干熱巖能夠實現穩定、可靠且安全的能源供應。
但也有專家認為,由于技術、設備等原因,我國對干熱巖的開發利用仍尚待時日。
干熱巖也稱增強型地熱系統(EGS),或稱工程型地熱系統,是一般溫度大于200攝氏
度,埋深數千米,內部不存在流體或僅有少量地下流體的高溫巖體。在中科院院士汪集旸
主筆的《中國大陸干熱巖地熱資源潛力評估》一文中,干熱巖的定義如上。
干熱巖的能量來自于地球內部的熱能,理論上隨著地球向深部的地熱增溫,任何地區
達到一定深度都可以開發干熱巖,因此干熱巖的資源潛力非常巨大。但是,由于技術和手
段等限制,我們現在開發利用的干熱巖專指埋深較淺、溫度較高、有開發經濟價值的熱巖
體。
在第五屆中深層地熱資源高效開發與利用會議上,我們了解到,干熱巖絕大部分為中
生代以來的中酸性侵入巖,可以是中新生代的變質巖,甚至是厚度巨大的塊狀沉積巖。干
熱巖較常見的巖石有黑云母片麻巖、花崗巖、花崗閃長巖以及花崗巖小丘等。
作為一種新型的地熱能源,干熱巖是地熱中開發相對較晚,開發難度相對較大,所需
技術相對較高的一種地熱能源,其與淺層地溫能和常規地熱能的特點各不相同。
淺層地溫能埋藏深度一般較淺,在0~200米之間,屬于低溫地熱資源,溫度低于90℃
,可直接利用;常規地熱能埋藏在200~3000米深度,屬于中溫地熱資源,溫度在90℃~150
℃,可直接利用或發電;干熱巖埋藏在3000~10000米深度,屬于高溫地熱資源,溫度往往
高于150℃,一般用于發電,也可直接利用。
目前,我國在鉆井、壓裂、微地震監測、數值模擬等方面的技術雖然有了較大提升
,但在建立干熱巖開發利用技術體系方面還面臨很多瓶頸。太原理工大學礦業工程學院教
授趙陽升解釋說,高溫科學鉆探技術、大面積人工熱儲壓裂技術、人工熱儲裂隙跟蹤技術
等關鍵技術研究還需要進一步加大力度。
與國外上世紀70年代開始開展干熱巖勘查與開發利用相比,我國對干熱巖的開發利用
相對較晚,因此實現大規模開發需要更多的投入,才能達到或趕超國際先進水平。