近日，隨著國土資源部一則關(guān)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(xiàn)商業(yè)化運作，進入尋常百姓家？這些無疑是人們普遍關(guān)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(jīng)有了40多年的歷史。中國地質(zhì)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(jié)構(gòu)有關(guān)。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(diào)其作為地熱能發(fā)電的經(jīng)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(nèi)、溫度為200-350℃等類型的巖石。中國地質(zhì)科學院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)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(xiàn)階段來看，由于技術(shù)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(jīng)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(zhuǎn)。

儲量豐富 開發(fā)挑戰(zhàn)大

關(guān)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(jù)麻省理工學院2006年報告的數(shù)據(jù)，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(zhì)調(diào)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(chǎn)勘查及評價研究工作的河北省煤田地質(zhì)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(diào)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(zhì)調(diào)查局安排開展了全國地熱資源調(diào)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(zhì)調(diào)查與深部地球物理勘查。2015年5月，設(shè)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(zhì)調(diào)查局實施的個干熱巖資源勘查深井。勘查表明，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(zhuǎn)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(guān)鍵技術(shù)研究”項目順利通過驗收，這表明，經(jīng)過3年攻關(guān)，中國在干熱巖靶區(qū)定位技術(shù)與工程測試技術(shù)研究、開發(fā)實驗模擬平臺和相關(guān)材料等方面獲得了關(guān)鍵技術(shù)支撐。對此，王貴玲指出，在肯定相關(guān)科技領(lǐng)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(guān)科學和工程問題也逐漸凸顯出來。他認為目前面臨的關(guān)鍵問題包括資源靶區(qū)定位技術(shù)、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(guān)數(shù)據(jù)不全，特別是缺少地溫隨深度變化的數(shù)據(jù)。水力儲層改造技術(shù)是干熱巖開發(fā)的核心技術(shù)，包括高溫高壓條件下的深鉆技術(shù)、水力壓裂技術(shù)、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(diào)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(diào)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(zhì)結(jié)構(gòu)，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(shù)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(diào)查評價、理論與技術(shù)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(zhì)好、易回灌等特點。

雄安新區(qū)是繼深圳經(jīng)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(shè)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(jīng)初步顯現(xiàn)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。可以預見，將會有越來越多的中國城市借鑒雄安地熱經(jīng)驗，加速向綠色轉(zhuǎn)型。而干熱巖作為一種新型地熱資源，其勘查開發(fā)技術(shù)的進步將會推動其商業(yè)化進程，進而有望助力能源結(jié)構(gòu)變革，為建設(shè)天藍、水綠的美麗中國作出貢獻。

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