陽(yáng)高—天鎮(zhèn)一帶干熱巖地?zé)豳Y源勘查開(kāi)發(fā)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)區(qū)
地球，因地?zé)崮苜x存于其內(nèi)部巖土體、流體和巖漿體當(dāng)中，是名副其實(shí)的“熱球”“熱庫(kù)”。地?zé)豳Y源作為一種儲(chǔ)量豐富、分布較廣、穩(wěn)定可靠的可再生能源，近年來(lái)在“雙碳”背景下備受矚目。
我國(guó)幅員遼闊，隨著全國(guó)地?zé)崮苷{(diào)查精度的持續(xù)提高，地?zé)峒业字饾u明晰。傳統(tǒng)理論認(rèn)為，高溫地?zé)豳Y源帶主要位于地殼各大板塊的邊緣，在我國(guó)主要分布于西藏南部、云南西部、四川西部等地。但是，近年來(lái)山西省大同市“陽(yáng)高—天鎮(zhèn)一帶干熱巖地?zé)豳Y源勘查開(kāi)發(fā)”項(xiàng)目取得的重大突破，打破了此前的理論認(rèn)知，拓寬了地?zé)釋W(xué)科邊界，拓展了地?zé)岙a(chǎn)業(yè)布局。
基于此，今年9月初在大同市舉辦的“綠色未來(lái)——2022地?zé)崮墚a(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇”，探討了地?zé)崮芨咝Ю寐窂?、深部高溫地?zé)豳Y源勘查理論方法創(chuàng)新等議題，為我國(guó)地?zé)岙a(chǎn)業(yè)發(fā)展繪前景、描宏圖。
地?zé)岽髧?guó)家底漸明
地?zé)崮馨凑召x存狀態(tài)可分為水熱型、干熱巖型等；按照埋深可分為淺層地?zé)豳Y源、中深層地?zé)豳Y源等；按照井口溫度分級(jí)可分為高溫地?zé)崮?、中溫地?zé)崮芎偷蜏氐責(zé)崮堋?/span>
地?zé)崮芤话惆凑諟囟扔筛叩降瓦M(jìn)行梯級(jí)利用。水溫大于90℃的熱水用于烘干、發(fā)電、采暖；利用后水溫降低到90℃~40℃之間，可用于采暖、理療、洗浴、溫室；再次利用后，水溫降低到40℃~25℃之間，用于水產(chǎn)養(yǎng)殖、農(nóng)業(yè)灌溉等。水溫低于25℃的，既可以運(yùn)用熱泵技術(shù)進(jìn)行利用（例如淺層地?zé)崮埽?，也可以處理達(dá)標(biāo)后，按技術(shù)規(guī)范同層等量回灌。
中國(guó)自然資源報(bào)社記者從2022地?zé)崮墚a(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇（以下簡(jiǎn)稱“論壇”）上獲悉，我國(guó)地?zé)豳Y源量約占全球的1/6。2021年（冰島）第六屆世界地?zé)岽髸?huì)統(tǒng)計(jì)顯示，在清潔供暖需求帶動(dòng)下，中國(guó)地?zé)崮苤苯永茫ǚ请娎茫┏始铀侔l(fā)展趨勢(shì)，裝機(jī)容量為40.6吉瓦，占全球的38%，位居世界第一，是排名第二美國(guó)的兩倍。
盡管如此，利用效能高的地?zé)岚l(fā)電，在我國(guó)由于資源分布、技術(shù)經(jīng)濟(jì)等原因規(guī)模較小、進(jìn)展緩慢。20世紀(jì)70年代起，我國(guó)在西藏地區(qū)探索高溫地?zé)岚l(fā)電，建設(shè)了羊八井、羊易、朗久、那曲等地?zé)犭娬?。目前，部分地?zé)犭娬居捎诩夹g(shù)和經(jīng)濟(jì)原因關(guān)停，僅羊八井、羊易部分機(jī)組仍在運(yùn)行。
“十三五”以來(lái)，聚焦北方地區(qū)清潔供暖，助推國(guó)家“藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”戰(zhàn)略實(shí)施，國(guó)家發(fā)布了《地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)利用“十三五”規(guī)劃》。在“雙碳”目標(biāo)引領(lǐng)下，地?zé)岙a(chǎn)業(yè)高質(zhì)量快速發(fā)展。
中國(guó)工程院院士、國(guó)家地?zé)嶂行募夹g(shù)委員會(huì)主任郭旭升介紹，當(dāng)前全國(guó)地?zé)崮苷{(diào)查精度持續(xù)提高，地?zé)峒业字饾u明晰。160萬(wàn)平方千米國(guó)土達(dá)到1∶25萬(wàn)精度，2萬(wàn)平方千米達(dá)到1∶5萬(wàn)精度。近5年新增大地?zé)崃鲾?shù)據(jù)在前40年總量基礎(chǔ)上增長(zhǎng)了21%，基本覆蓋陸域全部一、二級(jí)構(gòu)造單元。
淺層地?zé)崮芊矫?，我?guó)完成336個(gè)地級(jí)以上城市淺層地?zé)豳Y源調(diào)查。據(jù)評(píng)估，可開(kāi)采資源量折合7億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。據(jù)統(tǒng)計(jì)，“十三五”期間，我國(guó)淺層地?zé)崮芾媚暝鲩L(zhǎng)率為10%，到2020年底，淺層地?zé)崮芄┡?制冷面積為8.1億平方米。“目前，我國(guó)淺層地?zé)崮芄┡ㄖ评洌┟娣e已位居世界第一。京津冀開(kāi)發(fā)利用規(guī)模最大，其他主要分布在遼寧、山東、湖北、江蘇、上海等?。ㄊ校┏菂^(qū)。”中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局淺層地溫能研究與推廣中心主任李寧波介紹。
中深層水熱型地?zé)崮芊矫?，華北地區(qū)地?zé)崮苷{(diào)查全面推進(jìn)，雄安新區(qū)首次完成全區(qū)整裝勘查。我國(guó)4000米以淺的中深層地?zé)豳Y源量折合標(biāo)煤12500億噸，年可開(kāi)采資源量折合標(biāo)煤18.7億噸。到2020年底，我國(guó)水熱型地?zé)峁┡娣e累計(jì)約5.82億平方米，超額完成“十三五”規(guī)劃目標(biāo)。
在干熱巖勘探與開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，數(shù)十年來(lái)一直是發(fā)達(dá)國(guó)家領(lǐng)跑。我國(guó)干熱巖資源勘探開(kāi)發(fā)現(xiàn)處于探索階段，在青海省共和盆地，初步形成了干熱巖高溫測(cè)井、耐高溫鉆完井、高溫花崗巖熱儲(chǔ)縫網(wǎng)壓裂與裂縫監(jiān)測(cè)等關(guān)鍵技術(shù)，為后續(xù)利用積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。
能源革命取得突破
山西省作為我國(guó)第一個(gè)能源革命綜合改革試點(diǎn)區(qū)，近年來(lái)成果突出，位于大同市的陽(yáng)高—天鎮(zhèn)一帶干熱巖地?zé)豳Y源勘查開(kāi)發(fā)取得的重大突破備受關(guān)注。
2020年3月，天鎮(zhèn) GR1勘探孔鉆探至地下1624.01米時(shí)，探獲高溫高壓地?zé)崃黧w，孔口溫度160.2℃，單井流量230立方米/小時(shí)以上，成為我國(guó)內(nèi)地中東部地區(qū)發(fā)現(xiàn)的溫度最高、自流量最大的地?zé)峋?/span>
圖片天鎮(zhèn) GR1勘探孔鉆放噴試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)
“地?zé)崃黧w從1600米深處噴出地表，這個(gè)令人震撼的場(chǎng)景視頻傳來(lái)后，我一晚上沒(méi)睡著。”中國(guó)科學(xué)院院士王焰新動(dòng)情地說(shuō)。
噴薄而出的地?zé)崃黧w，也沖破了傳統(tǒng)理論的藩籬。此前認(rèn)為，大于150℃的高溫地?zé)豳Y源帶主要出現(xiàn)在地殼各大板塊的邊緣，熱儲(chǔ)多為花崗巖，在我國(guó)主要分布于西藏南部、云南西部、四川西部和臺(tái)灣等地。而山西陽(yáng)高—天鎮(zhèn)一帶不具備上述地質(zhì)條件。
近年來(lái)，業(yè)內(nèi)專家根據(jù)創(chuàng)新理論，預(yù)測(cè)了大同、忻州等地存在干熱巖和高溫地?zé)豳Y源。2016年起，山西省地質(zhì)勘查局在中國(guó)科學(xué)院院士朱日祥、王焰新等專家的指導(dǎo)下，與中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）合作開(kāi)展了全省干熱巖地?zé)豳Y源勘查選區(qū)調(diào)查研究項(xiàng)目，圈定了天鎮(zhèn)縣馬圈庠、陽(yáng)高縣弧山廟等干熱巖勘查選區(qū)。
山西省自然資源廳于2017年批準(zhǔn)立項(xiàng)陽(yáng)高—天鎮(zhèn)一帶干熱巖地?zé)豳Y源預(yù)可行性勘查項(xiàng)目，2019年8月項(xiàng)目正式開(kāi)鉆，至2020年3月取得突破性成果。
專家論證認(rèn)為，該成果對(duì)山西能源革命乃至全國(guó)可再生清潔能源勘探開(kāi)發(fā)具有重大意義?！吧轿鬟@次地?zé)峋l(fā)現(xiàn)，是地?zé)峤绲囊粋€(gè)新的里程碑，在此類區(qū)域發(fā)現(xiàn)這么好的地?zé)豳Y源，在全國(guó)是第一份?！敝袊?guó)能源研究會(huì)地?zé)釋I(yè)委員會(huì)主任田廷山說(shuō)。
山西省在這一成果的基礎(chǔ)上，部署了大同盆地重點(diǎn)地區(qū)深部高溫地?zé)豳Y源詳查專項(xiàng)、共建地?zé)豳Y源勘查及開(kāi)發(fā)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、建設(shè)山西高溫地?zé)崮芸蒲惺痉对囼?yàn)電站3項(xiàng)重點(diǎn)工作，以盡快探明高溫地?zé)豳Y源賦存情況，探索高溫地?zé)岚l(fā)電和梯級(jí)開(kāi)發(fā)利用，為產(chǎn)業(yè)化布局提供支撐。
今年8月，山西省自然資源廳發(fā)布了《關(guān)于做好自然資源工作促進(jìn)地?zé)崮墚a(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的通知》，要求統(tǒng)籌做好資源評(píng)價(jià)、規(guī)劃管控、要素保障、集約利用、聯(lián)合監(jiān)管等各項(xiàng)工作，促進(jìn)地?zé)崮墚a(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。中國(guó)石化新星公司、山西地質(zhì)集團(tuán)、山西雙良集團(tuán)等企業(yè)代表表示，要在政府的指導(dǎo)下，探索有利于地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)利用的新型管理技術(shù)和市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)模式。
在今年9月的“綠色未來(lái)——2022地?zé)崮墚a(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇”期間，與會(huì)專家、業(yè)界代表來(lái)到天鎮(zhèn)縣山西高溫地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用科研示范基地考察。這里正按照“小功率、多機(jī)組”思路，探索高溫地?zé)崴|(zhì)與發(fā)電工藝適應(yīng)性，為大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)做好前期試驗(yàn)研究。
“我們力爭(zhēng)到‘十四五’末建成地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)2萬(wàn)千瓦?！被叵嚓P(guān)負(fù)責(zé)人介紹說(shuō)，深部高溫地?zé)豳Y源勘查完成后，這里正逐步推進(jìn)地?zé)崮馨l(fā)電、供暖、種植、養(yǎng)殖、康養(yǎng)梯級(jí)開(kāi)發(fā)利用示范建設(shè)，為能源產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展再添新動(dòng)能。
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