讓幹熱岩上綻放美麗中國

近日，隨著國土資源部一則關(guan) 於(yu) 我國非常規能源發展前景向外界發布，一種名為(wei) “幹熱岩”的新型地熱資源又一次進入人們(men) 的視野。

很多社會(hui) 公眾(zhong) 可能對這一名詞頗感陌生，對這一新型資源更是不甚了解。幹熱岩究竟是一種什麽(me) 樣的地熱資源？與(yu) 常規能源和其他類型地熱資源相比，它有什麽(me) 特點？其在世界和中國的儲(chu) 藏量和開發前景如何？在中國，何時能實現商業(ye) 化運作，進入尋常百姓家？這些無疑是人們(men) 普遍關(guan) 注的問題。

綠色 穩定

幹熱岩對很多人來說是個(ge) 新鮮詞，但是對其的試驗研究和開發利用已經有了40多年的曆史。中國地質大學地球科學學院教授李德威介紹說，幹熱岩作為(wei) 一個(ge) 概念，有不同的界定，目前比較認同的定義(yi) 是“一種不含水或蒸氣、埋深為(wei) 3-10公裏、溫度為(wei) 150-650℃的致密熱岩體(ti) 。”

幹熱岩的形成與(yu) 地球的結構有關(guan) 。我們(men) 知道，地球是由地殼、地幔和地核組成的，地核的半徑大概在3500公裏左右，而地核是由鐵和鎳這樣一些金屬，在7000多攝氏度形成的熾熱的熔漿，其熱量向上傳(chuan) 導，穿過地幔會(hui) 接近到地殼，而地殼不含水等流體(ti) 或者流體(ti) 極少的岩石層就會(hui) 獲得高溫能量，就形成了幹熱岩。李德威指出，幹熱岩有廣義(yi) 和狹義(yi) 之分，前者著眼於(yu) 其形成的科學原理，後者則強調其作為(wei) 地熱能發電的經濟性和可行性，將其範圍進一步縮小，定位為(wei) 相對容易開發的地下8公裏深以內(nei) 、溫度為(wei) 200-350℃等類型的岩石。中國地質科學院水文地質環境地質研究所研究員王貴玲持有類似看法，他指出，從(cong) 理論上說，隨著地球向深部的地熱增溫，任何地區達到一定深度都可以開發出幹熱岩，因此幹熱岩又被稱為(wei) 是無處不在的資源。但就現階段來看，由於(yu) 技術和手段等限製，幹熱岩資源專(zhuan) 指埋深較淺、溫度較高、有開發經濟價(jia) 值的熱岩體(ti) 。

幹熱岩形成原理決(jue) 定了它是一種豐(feng) 富的可再生清潔能源。其開發過程不僅(jin) 可以做到安全、環保，而且節能。就發電而言，隻需在初期鑽井時投入，之後就可靠自身能量運轉。

儲(chu) 量豐(feng) 富 開發挑戰大

關(guan) 於(yu) 幹熱岩能源的儲(chu) 量，王貴玲介紹說，保守估計地殼中幹熱岩（3-10 公裏深處）所蘊含的能量相當於(yu) 所有石油、天然氣和煤炭所蘊藏能量的30倍。他援引據麻省理工學院2006年報告的數據，隻要開發3500-7500米深度2%的幹熱岩資源儲(chu) 量，能量就將達到美國2005年全年能源消耗總量的2600倍。中國地質調查局以同樣的方法評價(jia) 了我國陸區幹熱岩資源潛力，3-10公裏深處幹熱岩資源總量相當於(yu) 860萬(wan) 億(yi) 噸標準煤，按2％的可開采資源量計算，相當於(yu) 我國2010年能源消耗總量的5300倍。從(cong) 事礦產(chan) 勘查及評價(jia) 研究工作的河北省煤田地質局田蘭(lan) 蘭(lan) 曾撰文分析了中國高溫岩體(ti) 幹熱岩地熱資源儲(chu) 量的地區分布。該文指出，中國東(dong) 部地區地殼薄，有利於(yu) 開發傳(chuan) 導型地熱，東(dong) 部沿海地區如廣東(dong) 、福建等省區位於(yu) 太平洋板塊邊緣，是地熱利用的有利地區。西藏南、滇西、川西屬喜馬拉雅地熱帶，有資料介紹鑽2000米即可獲得 200℃的高溫熱水，是地熱有利地區。鑽探勘查表明其他地區如鬆遼盆地與(yu) 渤海灣盆地等幹熱岩資源儲(chu) 量也很豐(feng) 富。

人類對幹熱岩資源的開發利用試驗始於(yu) 上世紀70年代。王貴玲介紹說，1974年，美國在新墨西哥州啟動了世界上次利用幹熱岩資源的項目，隨後在能源署協調下，英國、法國、德國和日本相繼加入該計劃，進行了開創性的工程研究，取得了相當有價(jia) 值的成果。英國、日本、瑞典、德國等之後也啟動了本國的幹熱岩項目。

中國幹熱岩研究啟動較晚，但發展很快。“十二五”期間，國土資源部、中國地質調查局安排開展了全國地熱資源調查評價(jia) 工作，同時啟動了我國幹熱岩資源的研究尋找工作。之後，分別在福建、廣東(dong) 、海南、湖南等省份開展了區域地質調查與(yu) 深部地球物理勘查。2015年5月，設計深度4000米的幹熱岩資源勘查深井在福建漳州市清泉林場開鑽，這是中國地質調查局實施的個(ge) 幹熱岩資源勘查深井。勘查表明，漳州幹熱岩地熱能源儲(chu) 藏量豐(feng) 富，開發地熱發電前景廣闊。今年9月，勘查人員在青海共和盆地3705米深處鑽獲236℃的高溫幹熱岩體(ti) ，這是中國鑽獲溫度MAX的幹熱岩體(ti) ，以該地區2%作為(wei) 可開采資源量計算，折合的標準煤為(wei) 2016年全國能源消耗的3倍。

能源轉型新機遇

今年7月底，國家863計劃“幹熱岩熱能開發與(yu) 綜合利用關(guan) 鍵技術研究”項目順利通過驗收，這表明，經過3年攻關(guan) ，中國在幹熱岩靶區定位技術與(yu) 工程測試技術研究、開發實驗模擬平台和相關(guan) 材料等方麵獲得了關(guan) 鍵技術支撐。對此，王貴玲指出，在肯定相關(guan) 科技領域取得突破性進展的同時，也要看到，隨著對幹熱岩研究的開展和實驗性開發，很多相關(guan) 科學和工程問題也逐漸凸顯出來。他認為(wei) 目前麵臨(lin) 的關(guan) 鍵問題包括資源靶區定位技術、水力壓裂儲(chu) 層改造等。

所謂資源靶區定位就是如何找準幹熱岩資源。王貴玲指出，這需要依托大地熱流圖，但目前相關(guan) 數據不全，特別是缺少地溫隨深度變化的數據。水力儲(chu) 層改造技術是幹熱岩開發的核心技術，包括高溫高壓條件下的深鑽技術、水力壓裂技術、裂隙係統監測等方麵。王貴玲認為(wei) 要在新型前沿鑽的研發和降低成本方麵繼續下功夫。幹熱岩開發水力壓裂方麵，王貴玲認為(wei) ，必須解決(jue) 目前壓裂的效果和裂隙係統發展難以預測的問題。

11月下旬召開的全國地熱資源調查評價(jia) 研討會(hui) 上傳(chuan) 遞的信息表明，我國幹熱岩勘查與(yu) 開發力度將進一步加大。特別值得注意的是，會(hui) 議提出“要堅決(jue) 打好京津冀地熱資源調查評價(jia) 科技攻堅戰”，重點在“雄安新區”等地區，探明深部地熱儲(chu) 層地質結構，為(wei) 京津冀地區地熱規模化、可持續利用提供支撐。而在近期召開的雄安新區地熱勘查開發學術研討會(hui) 上，多名專(zhuan) 家認為(wei) ，雄安新區中深層和淺層地熱資源十分豐(feng) 富，加強資源調查評價(jia) 、理論與(yu) 技術創新，有望建成地熱能開發利用的樣板。王貴玲在會(hui) 上對雄安新區地熱資源給予高度評價(jia) ，認為(wei) 具有埋藏淺、溫度高、水質好、易回灌等特點。

雄安新區是繼深圳經濟特區和上海浦東(dong) 新區之後又一具有全國意義(yi) 的新區，其設立被稱為(wei) “千年大計、國家大事”。今天，支撐其發展的綠色能源路線已經初步顯現出來，而“建成地熱能開發利用的樣板”則彰顯了地熱資源將在其中扮演的重要角色。可以預見，將會(hui) 有越來越多的中國城市借鑒雄安地熱經驗，加速向綠色轉型。而幹熱岩作為(wei) 一種新型地熱資源，其勘查開發技術的進步將會(hui) 推動其商業(ye) 化進程，進而有望助力能源結構變革，為(wei) 建設天藍、水綠的美麗(li) 中國作出貢獻。

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