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            新興的地熱能源干熱巖究竟是什么

            作為新興的地熱能源,干熱巖究竟是什么?有什么資源優勢?如何進行開發利用?接下來就讓我們為您進行詳細解讀。

             2017年8月,我國的地質科學家們在青海共和盆地3705米深處鉆獲236℃的高溫干熱巖體,這是我國首次鉆獲埋藏最淺、溫度最高的干熱巖體,實現了我國干熱巖勘查技術的重大突破。那么,作為新興的地熱能源,干熱巖究竟是什么?有什么資源優勢?如何進行開發利用?接下來就讓我們為您進行詳細解讀。


             1、什么是干熱巖


             地球深部蘊藏著巨大能量,地心溫度可高達數千攝氏度。地球通過火山、地震、地熱等方式源源不斷地釋放內部能量。干熱巖是深埋地下的、沒有或極少量含有水或蒸汽的熱的巖體,屬于地熱資源的一種。理論上講,從地表向深部溫度會逐漸增加,任何地區達到一定深度其溫度都會高到足以開發出干熱巖,所以我們說干熱巖是無處不在的自然資源,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,也可以是變質巖或厚度巨大的塊狀沉積巖,通過提取內部熱量可以進行發電,因此其主要的工業指標是巖體內部的溫度。


             干熱巖具有資源量巨大、分布范圍廣、清潔無污染、安全、熱能連續性好、利用效率高和成本低等優勢,被認為是極具戰略潛力的替代能源。


             2、干熱巖的資源優勢


             干熱巖是地球內部普遍存在的可再生能源,可在全球二氧化碳減排中發揮重要作用。作為未來能源的組成部分,干熱巖資源具有如下優勢:

             1、資源潛力巨大,廣泛分布;

             2、資源的開發利用對環境影響小,可基本做到零排放;

             3、資源開發系統相對安全,不會造成大范圍污染破壞;

             4、占地少;

             5、穩定性好。干熱巖資源深埋于地下,不受日照、風速、降水量等外部因素影響;

             6、利用效率高。聯合國世界能源評估報告指出,地熱發電的利用系數高達72%~80%;

             7、利用成本低。雖然早期投資高,但無燃料費用,運行費用極低。



            3、干熱巖的分布


             干熱巖是無處不在的資源,但受限于當前的技術手段和成本,在那些淺部溫度高的地區開發干熱巖將會有更好的經濟價值。因此,當前的干熱巖開發更多地著眼于這些地區,它們位于全球板塊或構造地體的邊緣,構造活動劇烈,是地球釋放內部能量的主要區域,地熱資源十分豐富。


             我國東北地區、華北平原、東南沿海地區、西北地區也具有豐富的地熱資源,具有很大的開發潛力。


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              我國干熱巖遠景區分布圖



             4、干熱巖的開發利用


             目前地熱能的開發主要針對淺層地溫能及水熱型地熱能,干熱巖資源尚處于未開發利用狀態。主要原因為干熱巖調查、勘查與開發利用是一項涵蓋地質、水文地質、地熱地質、地球物理、鉆探、壓裂、對井技術、發電等多學科、綜合性強的綜合性科學研究工作,包含了諸多的技術難題。


             干熱巖的利用主要通過增強型地熱系統(EGS)來實現,基本原理是:通過深井將高壓水注入地下2~6千米的人工儲層內,使其通過滲透循環而吸收熱能;再通過開采井將高溫水、汽通過生產井抽出地表用于發電;冷卻后的水再次通過高壓泵注入地下熱交換系統循環使用,整個過程都是在一個封閉的系統內進行的。因此,EGS是在干熱巖技術基礎上提出來的,即將水通過井注入到人工產生的、張開的連通裂隙帶中,水與高溫巖體接觸被加熱,然后通過生產井返回地面,形成一個閉式回路,以提取熱能。


             增強型地熱系統的開發和利用主要是建造兩個子系統:地下人工儲層和地面發電系統,二者都需要多項技術的運用和集成。其中,創建地下人工儲層是目前研究的焦點。



             5、我國干熱巖勘查開發現狀


             我國干熱巖資源潛力巨大,開發前景廣闊,是極具潛力的戰略能源,但是我國干熱巖勘查與開發起步晚,在干熱巖形成機制、分布情況、熱儲特征、評價方法、勘查開發技術等領域仍存在較多尚未解決的問題。


             為推動我國干熱巖勘查開發,2013年以來,中國地質調查局先后在東南沿海地區、松遼平原地區、華北地區和青藏高原等重點地區實施了干熱巖勘查。2014年,中國地質調查局與青海省國土資源廳共同組織實施的青海共和盆地干熱巖勘查鉆獲干熱巖,填補了我國一直沒有勘查發現干熱巖資源的空白。2017年5月在共和縣恰卜恰鎮完井的GR1干熱巖勘探孔再獲溫度新高,3705米的孔底測得溫度高達236℃,取得了一批重要成果,為我國進一步開展干熱巖勘查開發研究打下了重要基礎。


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