陽高—天鎮(zhèn)一帶干熱巖地?zé)豳Y源勘查開發(fā)項目實驗區(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，是名副其實的“熱球”“熱庫”。地?zé)豳Y源作為一種儲量豐富、分布較廣、穩(wěn)定可靠的可再生能源，近年來在“雙碳”背景下備受矚目。
我國幅員遼闊，隨著全國地?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，在我國主要分布于西藏南部、云南西部、四川西部等地。但是，近年來山西省大同市“陽高—天鎮(zhèn)一帶干熱巖地?zé)豳Y源勘查開發(fā)”項目取得的重大突破，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——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，為我國地?zé)岙a(chǎn)業(yè)發(fā)展繪前景、描宏圖。
地?zé)岽髧业诐u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。
中國自然資源報社記者從2022地?zé)崮墚a(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇（以下簡稱“論壇”）上獲悉，我國地?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y(tǒng)計顯示，在清潔供暖需求帶動下，中國地?zé)崮苤苯永茫ǚ请娎茫┏始铀侔l(fā)展趨勢，裝機(jī)容量為40.6吉瓦，占全球的38%，位居世界第一，是排名第二美國的兩倍。
盡管如此，利用效能高的地?zé)岚l(fā)電，在我國由于資源分布、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)組仍在運行。
“十三五”以來，聚焦北方地區(qū)清潔供暖，助推國家“藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”戰(zhàn)略實施，國家發(fā)布了《地?zé)崮荛_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。
中國工程院院士、國家地?zé)嶂行募夹g(shù)委員會主任郭旭升介紹，當(dāng)前全國地?zé)崮苷{(diào)查精度持續(xù)提高，地?zé)峒业字饾u明晰。160萬平方千米國土達(dá)到1∶25萬精度，2萬平方千米達(dá)到1∶5萬精度。近5年新增大地?zé)崃鲾?shù)據(jù)在前40年總量基礎(chǔ)上增長了21%，基本覆蓋陸域全部一、二級構(gòu)造單元。
淺層地?zé)崮芊矫?，我國完?36個地級以上城市淺層地?zé)豳Y源調(diào)查。據(jù)評估，可開采資源量折合7億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。據(jù)統(tǒng)計，“十三五”期間，我國淺層地?zé)崮芾媚暝鲩L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，我國淺層地?zé)崮芄┡ㄖ评洌┟娣e已位居世界第一。京津冀開發(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)?！敝袊刭|(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，年可開采資源量折合標(biāo)煤18.7億噸。到2020年底，我國水熱型地?zé)峁┡娣e累計約5.82億平方米，超額完成“十三五”規(guī)劃目標(biāo)。
在干熱巖勘探與開發(fā)領(lǐng)域，數(shù)十年來一直是發(fā)達(dá)國家領(lǐng)跑。我國干熱巖資源勘探開發(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井、耐高溫鉆完井、高溫花崗巖熱儲縫網(wǎng)壓裂與裂縫監(jiān)測等關(guān)鍵技術(shù)，為后續(xù)利用積累了寶貴經(jīng)驗。
能源革命取得突破
山西省作為我國第一個能源革命綜合改革試點區(qū)，近年來成果突出，位于大同市的陽高—天鎮(zhèn)一帶干熱巖地?zé)豳Y源勘查開發(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，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/小時以上，成為我國內(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勘探孔鉆放噴試驗現(xiàn)場
“地?zé)崃黧w從1600米深處噴出地表，這個令人震撼的場景視頻傳來后，我一晚上沒睡著。”中國科學(xué)院院士王焰新動情地說。
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，熱儲多為花崗巖，在我國主要分布于西藏南部、云南西部、四川西部和臺灣等地。而山西陽高—天鎮(zhèn)一帶不具備上述地質(zhì)條件。
近年來，業(yè)內(nèi)專家根據(jù)創(chuàng)新理論，預(yù)測了大同、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)勘查局在中國科學(xué)院院士朱日祥、王焰新等專家的指導(dǎo)下，與中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）合作開展了全省干熱巖地?zé)豳Y源勘查選區(qū)調(diào)查研究項目，圈定了天鎮(zhèn)縣馬圈庠、陽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)立項陽高—天鎮(zhèn)一帶干熱巖地?zé)豳Y源預(yù)可行性勘查項目，2019年8月項目正式開鉆，至2020年3月取得突破性成果。
專家論證認(rèn)為，該成果對山西能源革命乃至全國可再生清潔能源勘探開發(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€新的里程碑，在此類區(qū)域發(fā)現(xiàn)這么好的地?zé)豳Y源，在全國是第一份?！敝袊茉囱芯繒?zé)釋I(yè)委員會主任田廷山說。
山西省在這一成果的基礎(chǔ)上，部署了大同盆地重點地區(qū)深部高溫地?zé)豳Y源詳查專項、共建地?zé)豳Y源勘查及開發(fā)利用重點實驗室、建設(shè)山西高溫地?zé)崮芸蒲惺痉对囼炿娬?項重點工作，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)電和梯級開發(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)籌做好資源評價、規(guī)劃管控、要素保障、集約利用、聯(lián)合監(jiān)管等各項工作，促進(jìn)地?zé)崮墚a(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。中國石化新星公司、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_發(fā)利用的新型管理技術(shù)和市場運營模式。
在今年9月的“綠色未來——2022地?zé)崮墚a(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇”期間，與會專家、業(yè)界代表來到天鎮(zhèn)縣山西高溫地?zé)豳Y源開發(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)做好前期試驗研究。
“我們力爭到‘十四五’末建成地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)2萬千瓦。”基地相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹說，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)梯級開發(fā)利用示范建設(shè)，為能源產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展再添新動能。
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