近期，青海省共和盆地的3705米處鉆獲溫度逾236攝氏度的干熱巖，實(shí)現(xiàn)了干熱巖勘查的重大突破。作為一種清潔高效的地?zé)豳Y源，干熱巖的開發(fā)和利用再次引起關(guān)注。
我國(guó)資源豐富
干熱巖是指埋深在3000~10000米、溫度為150~650攝氏度、沒有水或蒸汽的熱巖體，是地?zé)崮艿闹匾鎯?chǔ)載體。從埋藏深度來(lái)說(shuō)，200米以內(nèi)的地?zé)崮芡ǔ７Q為淺層地?zé)崮埽?00~3000米的地?zé)崮芊Q為常規(guī)地?zé)崮埽纸兴疅嵝偷責(zé)崮埽?000~10000米的地?zé)崮苤饕獊?lái)自干熱巖。
中國(guó)干熱巖資源豐富,經(jīng)初步測(cè)算，3000~10000米范圍內(nèi)的干熱巖資源折合標(biāo)準(zhǔn)煤為860萬(wàn)億噸，遠(yuǎn)高于美國(guó)570萬(wàn)億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的估算結(jié)果。按照利用其中2%測(cè)算,相當(dāng)于中國(guó)能源消耗總量的4040倍。其中，深度位于3500~7500米、溫度介于150~250攝氏度的干熱巖資源折合標(biāo)準(zhǔn)煤為215萬(wàn)億噸。
中國(guó)干熱巖存儲(chǔ)的熱能約是已探明地?zé)豳Y源總量的30%，主要分布在3個(gè)區(qū)域：東北、華北和蘇中的沉積盆地區(qū)；近代火山活動(dòng)地區(qū)，包括吉林長(zhǎng)白山、山東蓬萊、海南瓊北、臺(tái)灣基隆、黑龍江五大連池、云南騰沖、新疆南部和青藏高原西南部等；福建、廣東、廣西的高熱流花崗巖地區(qū)。其中，青藏高原南部地區(qū)的干熱巖資源量約占中國(guó)大陸地區(qū)的1/5。
距商業(yè)利用還很遠(yuǎn)
從全球范圍內(nèi)干熱巖利用情況來(lái)看，美國(guó)和歐洲一些發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)的干熱巖資源利用仍處于起步試驗(yàn)階段，遠(yuǎn)未達(dá)到商業(yè)利用的程度，中國(guó)干熱巖利用正處于探索階段。
上世紀(jì)70年代，隨著油價(jià)的上漲、能源危機(jī)的出現(xiàn)，人們開始尋找新的替代能源。1970年，美國(guó)人莫頓和史密斯就提出利用地下干熱巖發(fā)電的設(shè)想。1972年，美國(guó)在新墨西哥州成功利用地下4000米干熱巖體發(fā)電，功率達(dá)到2300千瓦，標(biāo)志干熱巖開發(fā)利用試驗(yàn)成功。
目前，美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、瑞士、日本、澳大利亞等多個(gè)國(guó)家都在探索干熱巖發(fā)電技術(shù)，但由于成本較高，商業(yè)化應(yīng)用可能需要較長(zhǎng)一段時(shí)間。美國(guó)計(jì)劃，到2030年實(shí)現(xiàn)干熱巖商業(yè)化應(yīng)用，到2050年實(shí)現(xiàn)干熱巖發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到1億千瓦。
中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局已在部分地區(qū)進(jìn)行干熱巖地?zé)豳Y源調(diào)查，2012年啟動(dòng)了“863”計(jì)劃項(xiàng)目“干熱巖熱能開發(fā)與綜合利用關(guān)鍵技術(shù)研究”，部分科研單位也開展了初步的理論研究。2013年，制定了《全國(guó)干熱巖勘查與開發(fā)示范實(shí)施方案》，計(jì)劃2030年前后實(shí)現(xiàn)干熱巖地?zé)岚l(fā)電的商業(yè)化運(yùn)營(yíng)。
發(fā)電是主要利用途徑
從干熱巖利用情況來(lái)看，除具有水熱型地?zé)豳Y源的用途，如用于建筑物取暖、制冷外，發(fā)電是其目前主要的利用方式。
干熱巖發(fā)電也被稱為增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)（EGS），原理類似于稠油開采中的蒸汽吞吐過程。首先要在干熱巖體上鉆一口注入井，通過該井注入冷水，經(jīng)過壓裂后冷水全面滲入到干熱巖體中；然后在干熱巖體上鉆數(shù)口生產(chǎn)井，將高溫蒸汽從生產(chǎn)井中采出，經(jīng)過處理后，輸送至附近電廠，利用高溫蒸汽驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。利用后的溫水又通過注入井回灌到干熱巖中，從而達(dá)到循環(huán)利用的目的。
從干熱巖發(fā)電過程可以看出，其不僅有零排放的優(yōu)點(diǎn)，而且連續(xù)性能好、不受季節(jié)制約和利用率高。
多種制約因素
其實(shí)，中國(guó)在利用淺層地?zé)豳Y源發(fā)電方面早已走在世界前列，上世紀(jì)70年代，就投資開發(fā)了7個(gè)中低溫地?zé)犭娬?，包括發(fā)電量居世界第18位的西藏羊八井電站。江西宜春縣溫湯鎮(zhèn)發(fā)電能力達(dá)100千瓦的地?zé)岚l(fā)電站，地?zé)釡囟葍H67攝氏度，是世界上溫度最低的地?zé)岚l(fā)電站。因此，從技術(shù)層面講，中國(guó)在低溫地?zé)岚l(fā)電領(lǐng)域并不落后。
但中國(guó)在深層干熱巖利用開發(fā)領(lǐng)域卻進(jìn)展緩慢。首先，相對(duì)其他形式的新能源，干熱巖開發(fā)利用成本高，這是制約發(fā)展的根本因素。目前包括風(fēng)能、太陽(yáng)能、常規(guī)地?zé)崮艿睦?，大部分企業(yè)已能實(shí)現(xiàn)持續(xù)運(yùn)營(yíng)。其次，干熱巖開發(fā)需要大量水源，因此只有干熱巖資源和水資源都豐富的地區(qū)才適合大規(guī)模開發(fā)。再次，干熱巖開發(fā)有許多技術(shù)難題。
需統(tǒng)籌各方力量
干熱巖與可燃冰等新興能源一樣，雖然具有資源豐富、低碳排放等優(yōu)勢(shì)，但由于研究起步較晚，缺乏成熟的經(jīng)驗(yàn)借鑒，尤其在當(dāng)前低油價(jià)環(huán)境下，經(jīng)濟(jì)效益劣勢(shì)明顯，各方參與的積極性不高。但隨著技術(shù)進(jìn)步，不排除未來(lái)出現(xiàn)類似頁(yè)巖油氣革命的景象。
從政府角度看，應(yīng)對(duì)干熱巖開發(fā)利用給予更大支持。出臺(tái)優(yōu)惠政策，如在礦權(quán)使用、土地利用、設(shè)備采購(gòu)、水資源利用、發(fā)電價(jià)格等方面給予一定的優(yōu)惠和補(bǔ)助。通過政府規(guī)劃，積極推動(dòng)干熱巖綜合利用示范區(qū)的建設(shè)，開展綜合利用試驗(yàn)。吸引社會(huì)力量參與干熱巖資源評(píng)價(jià)，明確資源分布與儲(chǔ)存條件，圈定更經(jīng)濟(jì)的優(yōu)先開發(fā)區(qū)。將干熱巖開發(fā)利用項(xiàng)目列入國(guó)家重大專項(xiàng)規(guī)劃中，并推動(dòng)企業(yè)科研機(jī)構(gòu)利用已有資源建國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，為深化基礎(chǔ)研究提供平臺(tái)。
中國(guó)油企應(yīng)充分利用近兩年在頁(yè)巖油氣開發(fā)中積累的經(jīng)驗(yàn)，通過提升勘探開發(fā)技術(shù)水平，推動(dòng)干熱巖的開發(fā)利用。加強(qiáng)基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)研究，通過參股等方式與發(fā)電企業(yè)合作，充分發(fā)揮雙方優(yōu)勢(shì)。
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