2018年5月31日,新華網(wǎng)報(bào)道,,中國地質(zhì)調(diào)查局在松遼盆地科學(xué)鉆探時(shí)發(fā)現(xiàn)在4400米~7018米深度地層發(fā)現(xiàn)了高溫干熱巖,揭示了松遼盆地未來得熱開發(fā)的應(yīng)用前景,。 中國科學(xué)院地質(zhì)及地球物理研究所對我古國大陸地區(qū)3~10千米地層內(nèi)的干熱巖資源進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與評估,,我國干熱巖資源能量超過2.5×10^25 J,,相當(dāng)于856萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,只要能利用2%,,那么按我國2015年時(shí)的能源消耗,,也將可以使用4400年! 高溫干熱巖究竟是什么? 高溫干熱巖其實(shí)就是地?zé)豳Y源的一種,,在地球的內(nèi)核就是一個(gè)溫度高達(dá)6000℃,,直徑數(shù)千公里的地核,由內(nèi)而外,,溫度逐漸降低,,從地核無比堅(jiān)硬卻仍能流動的狀態(tài)到地幔的熔融態(tài),再到軟流層,再到比較高溫度的地殼深處,,最后到常溫的地表,! 所以只要能往下挖,,到處都是所謂的“干熱巖”,不怕你用不掉,,就怕你嫌太熱,!但有一個(gè)問題,這些干熱巖所在的區(qū)域普遍都很深,,比如超過幾十千米,,但人類最優(yōu)秀的鉆探技術(shù)也難以深入10千米以下,而且成本極大,,需要數(shù)年如一日的鉆探,,比如前蘇聯(lián)的科拉深鉆孔,12262米,,全球最深的參數(shù)井,! 科拉深鉆孔歪歪扭扭的孔 干熱巖和地?zé)豳Y源有什么不一樣,? 能夠利用的干熱巖要求是溫度高于180℃,埋藏在幾千米以內(nèi),,內(nèi)部不存在流體或者僅僅存在少量的流體的高溫巖體,,最早美國的洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室提出了利用干熱巖地?zé)崮艿母拍睢?/p> 這不就是所謂的地?zé)豳Y源么,,用得著那么興奮與大驚小怪?其實(shí)干熱巖和地?zé)豳Y源不一樣,,我們?nèi)粘@斫獾哪欠N地?zé)崾侵苯訃姵鰺崴?,比如羊八井地?zé)崮馨l(fā)電站,還有冰島遍地的地?zé)崮?,?dāng)然除了地?zé)嵬膺€有無處不在的溫泉,,冰天雪地里泡溫泉,伸手在岸邊玩冰雪都是大家的夢想,! 這是地下水穿過高溫熔巖附近被加熱后通過裂隙到達(dá)地面附近而噴出地面,,形成間歇噴泉或者地?zé)嵊咳?,這些地?zé)豳Y源稍加改造即可直接發(fā)電,,上文中冰島的地?zé)豳Y源基本提供了全冰島的電力,所以冰島的清潔能源比例是全球最高的,! 但我們必須要正視一個(gè)現(xiàn)實(shí),,冰島的清潔能源利用是不可復(fù)制的,,因?yàn)榇笪餮笾屑勾┻^冰島,在洋中脊下方是地幔柱,,用不完的地?zé)嵩丛床粩嗟叵虻乇磔斔?,但其他國家沒有這樣的條件,比如我國地?zé)豳Y源就非常貧乏,,當(dāng)然這也不是壞事,,比如日本就比我國地?zé)豳Y源要更多,但他們天天地震,,還是算了,,地?zé)嵘冱c(diǎn)也好! 洋中脊穿過冰島下方 干熱巖資源,,中國并不少 干熱巖也是地?zé)豳Y源,但卻不是能涌出熱水,、噴出蒸汽的地?zé)豳Y源,,它只是在地下很熱因此要將它的熱能弄出地面,方法也很簡單,,向干熱巖鉆一個(gè)孔,然后灌入水,,加熱到高溫后再提取已經(jīng)處在高溫高壓但仍未沸騰的水到地表,,再沸騰成蒸汽或者再加熱水形成水蒸氣推動蒸汽輪機(jī)發(fā)電! 當(dāng)然挖一口井明顯是不現(xiàn)實(shí)的,當(dāng)前比較流行的技術(shù)是相隔一段距離打入兩口井,,然后利用水力壓裂技術(shù),,將高壓水注入地下,壓裂巖層,,在兩個(gè)井之間形成裂隙通道,,一個(gè)井注水,,另一個(gè)井提取熱水或者蒸汽! 高溫干熱巖真能改變世界能源格局? 干熱巖資源幾乎到處都是,,甚至在很多不符合所謂“地?zé)豳Y源”的區(qū)域也能利用,,蘊(yùn)藏量極大,應(yīng)用前景非常廣泛,!那么它真的能改變未來的能源格局,? 事實(shí)上是否定的,,因?yàn)楦蔁釒r資源盡管前景非常廣闊,但也存在難以利用的難題,,比如法國在蘇爾士的地?zé)犴?xiàng)目總計(jì)投入近百億歐元,,但現(xiàn)在總裝機(jī)容量僅為2000千瓦,也就是只能提供給一個(gè)小型企業(yè)的用電量而已,! 法國蘇爾士干熱巖資源利用項(xiàng)目 并且電站自身還得用掉200千瓦,,因?yàn)樾枰獙⑺萌氲叵聨r層,,也有自身用電的消耗等等,供給外部的只有1000多千瓦,!而原因則是地下壓裂中水資源損失太大,,泵入地下的水很大一部分都不知道跑哪去了,另外還有更大的問題則是熱管中非常容易沉積水垢,,很快管子就堵住沒法用了,! 另一個(gè)嚴(yán)重問題,,干熱巖的溫度下降,因?yàn)楦蔁釒r沒有穩(wěn)定的熱量提供,,用一點(diǎn)少一點(diǎn),,所以泵入大量的水熱交換后這個(gè)區(qū)域的干熱巖資源可能就會枯竭,不得不再啟用另一口井,! 還有一個(gè)更嚴(yán)重的問題是和頁巖油開采遭遇的問題類似,,水力壓裂注入大量的水,,如果剛好處在斷層附近,,則水的流失會導(dǎo)致地震頻發(fā)的結(jié)果,比如美國西部就因?yàn)轫搸r油開采小型人工誘發(fā)型地震數(shù)量急劇上升,。盡管沒有大地震,,但請問住在附近的居民慌不慌? 頁巖油開采導(dǎo)致地震示意圖 未來的展望 干熱巖資源前景廣闊,卻難以利用,,簡直就是守著一個(gè)寶庫卻不得門而入,,不過近幾年來的技術(shù)發(fā)展也讓這個(gè)技術(shù)變得更為現(xiàn)實(shí),比如現(xiàn)在投入使用的重力熱管技術(shù),,管道通過地下干熱巖體,,工質(zhì)水不會流失,直接出口就是蒸汽,,利用率更高,,還無需壓裂技術(shù),成本大大降低,! 另一個(gè)利用方向則是供熱,,因?yàn)樗兂烧羝?,然后推動蒸汽輪機(jī),再冷凝成水的過程熱量實(shí)在非常浪費(fèi),,因此直接加熱水變成整個(gè)城市供熱,,那么將會避免消耗大量的電力和煤炭取暖,也是利用清潔能源的一種方式,! 當(dāng)然對于大型干熱巖資源地區(qū),還是將其轉(zhuǎn)換為電力更為親民一些,,畢竟電的用途更大! |
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