近日，隨著國土資源部一則關于我國非常規(guī)能源發(fā)展前景向外界發(fā)布，一種名為“干熱巖”的新型地熱資源又一次進入人們的視野。

很多社會公眾可能對這一名詞頗感陌生，對這一新型資源更是不甚了解。干熱巖究竟是一種什么樣的地熱資源？與常規(guī)能源和其他類型地熱資源相比，它有什么特點？其在世界和中國的儲藏量和開發(fā)前景如何？在中國，何時能實現商業(yè)化運作，進入尋常百姓家？這些無疑是人們普遍關注的問題。

綠色 穩(wěn)定

干熱巖對很多人來說是個新鮮詞，但是對其的試驗研究和開發(fā)利用已經有了40多年的歷史。中國地質大學地球科學學院教授李德威介紹說，干熱巖作為一個概念，有不同的界定，目前比較認同的定義是“一種不含水或蒸氣、埋深為3-10公里、溫度為150-650℃的致密熱巖體。”

干熱巖的形成與地球的結構有關。我們知道，地球是由地殼、地幔和地核組成的，地核的半徑大概在3500公里左右，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，其熱量向上傳導，穿過地幔會接近到地殼，而地殼不含水等流體或者流體極少的巖石層就會獲得高溫能量，就形成了干熱巖。李德威指出，干熱巖有廣義和狹義之分，前者著眼于其形成的科學原理，后者則強調其作為地熱能發(fā)電的經濟性和可行性，將其范圍進一步縮小，定位為相對容易開發(fā)的地下8公里深以內、溫度為200-350℃等類型的巖石。中國地質科學院水文地質環(huán)境地質研究所研究員王貴玲持有類似看法，他指出，從理論上說，隨著地球向深部的地熱增溫，任何地區(qū)達到一定深度都可以開發(fā)出干熱巖，因此干熱巖又被稱為是無處不在的資源。但就現階段來看，由于技術和手段等限制，干熱巖資源專指埋深較淺、溫度較高、有開發(fā)經濟價值的熱巖體。

干熱巖形成原理決定了它是一種豐富的可再生清潔能源。其開發(fā)過程不僅可以做到安全、環(huán)保，而且節(jié)能。就發(fā)電而言，只需在初期鉆井時投入，之后就可靠自身能量運轉。

儲量豐富 開發(fā)挑戰(zhàn)大

關于干熱巖能源的儲量，王貴玲介紹說，保守估計地殼中干熱巖（3-10 公里深處）所蘊含的能量相當于所有石油、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，只要開發(fā)3500-7500米深度2%的干熱巖資源儲量，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了我國陸區(qū)干熱巖資源潛力，3-10公里深處干熱巖資源總量相當于860萬億噸標準煤，按2％的可開采資源量計算，相當于我國2010年能源消耗總量的5300倍。從事礦產勘查及評價研究工作的河北省煤田地質局田蘭蘭曾撰文分析了中國高溫巖體干熱巖地熱資源儲量的地區(qū)分布。該文指出，中國東部地區(qū)地殼薄，有利于開發(fā)傳導型地熱，東部沿海地區(qū)如廣東、福建等省區(qū)位于太平洋板塊邊緣，是地熱利用的有利地區(qū)。西藏南、滇西、川西屬喜馬拉雅地熱帶，有資料介紹鉆2000米即可獲得 200℃的高溫熱水，是地熱有利地區(qū)。鉆探勘查表明其他地區(qū)如松遼盆地與渤海灣盆地等干熱巖資源儲量也很豐富。

人類對干熱巖資源的開發(fā)利用試驗始于上世紀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干熱巖資源的項目，隨后在能源署協(xié)調下，英國、法國、德國和日本相繼加入該計劃，進行了開創(chuàng)性的工程研究，取得了相當有價值的成果。英國、日本、瑞典、德國等之后也啟動了本國的干熱巖項目。

中國干熱巖研究啟動較晚，但發(fā)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工作，同時啟動了我國干熱巖資源的研究尋找工作。之后，分別在福建、廣東、海南、湖南等省份開展了區(qū)域地質調查與深部地球物理勘查。2015年5月，設計深度4000米的干熱巖資源勘查深井在福建漳州市清泉林場開鉆，這是中國地質調查局實施的個干熱巖資源勘查深井?？辈楸砻?，漳州干熱巖地熱能源儲藏量豐富，開發(fā)地熱發(fā)電前景廣闊。今年9月，勘查人員在青海共和盆地3705米深處鉆獲236℃的高溫干熱巖體，這是中國鉆獲溫度MAX的干熱巖體，以該地區(qū)2%作為可開采資源量計算，折合的標準煤為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“干熱巖熱能開發(fā)與綜合利用關鍵技術研究”項目順利通過驗收，這表明，經過3年攻關，中國在干熱巖靶區(qū)定位技術與工程測試技術研究、開發(fā)實驗模擬平臺和相關材料等方面獲得了關鍵技術支撐。對此，王貴玲指出，在肯定相關科技領域取得突破性進展的同時，也要看到，隨著對干熱巖研究的開展和實驗性開發(fā)，很多相關科學和工程問題也逐漸凸顯出來。他認為目前面臨的關鍵問題包括資源靶區(qū)定位技術、水力壓裂儲層改造等。

所謂資源靶區(qū)定位就是如何找準干熱巖資源。王貴玲指出，這需要依托大地熱流圖，但目前相關數據不全，特別是缺少地溫隨深度變化的數據。水力儲層改造技術是干熱巖開發(fā)的核心技術，包括高溫高壓條件下的深鉆技術、水力壓裂技術、裂隙系統(tǒng)監(jiān)測等方面。王貴玲認為要在新型前沿鉆的研發(fā)和降低成本方面繼續(xù)下功夫。干熱巖開發(fā)水力壓裂方面，王貴玲認為，必須解決目前壓裂的效果和裂隙系統(tǒng)發(fā)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研討會上傳遞的信息表明，我國干熱巖勘查與開發(fā)力度將進一步加大。特別值得注意的是，會議提出“要堅決打好京津冀地熱資源調查評價科技攻堅戰(zhàn)”，重點在“雄安新區(qū)”等地區(qū)，探明深部地熱儲層地質結構，為京津冀地區(qū)地熱規(guī)模化、可持續(xù)利用提供支撐。而在近期召開的雄安新區(qū)地熱勘查開發(fā)學術研討會上，多名專家認為，雄安新區(qū)中深層和淺層地熱資源十分豐富，加強資源調查評價、理論與技術創(chuàng)新，有望建成地熱能開發(fā)利用的樣板。王貴玲在會上對雄安新區(qū)地熱資源給予高度評價，認為具有埋藏淺、溫度高、水質好、易回灌等特點。

雄安新區(qū)是繼深圳經濟特區(qū)和上海浦東新區(qū)之后又一具有全國意義的新區(qū)，其設立被稱為“千年大計、國家大事”。今天，支撐其發(fā)展的綠色能源路線已經初步顯現出來，而“建成地熱能開發(fā)利用的樣板”則彰顯了地熱資源將在其中扮演的重要角色?？梢灶A見，將會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。而干熱巖作為一種新型地熱資源，其勘查開發(fā)技術的進步將會推動其商業(yè)化進程，進而有望助力能源結構變革，為建設天藍、水綠的美麗中國作出貢獻。

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