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干熱巖是具有戰(zhàn)略潛力的可替代能源

2021-01-30 22:22:10 干熱巖井 18875725353

干熱巖是具有戰(zhàn)略潛力的可替代能源

干熱巖是什么?

        地球深部蘊(yùn)藏著巨大能量,地心溫度可高達(dá)數(shù)千攝氏度。地球通過火山、地震、地?zé)岬确绞皆丛床粩嗟蒯尫艃?nèi)部能量。干熱巖是深埋地下的、沒有或極少量含有水或蒸汽的熱的巖體,屬于地?zé)豳Y源的一種。理論上講,從地表向深部溫度會(huì)逐漸增加,任何地區(qū)達(dá)到一定深度其溫度都會(huì)高到足以開發(fā)出干熱巖,所以我們說干熱巖是無處不在的自然資源,是非常有潛力的可再生能源。

        干熱巖巖體的成分絕大部分為侵入巖,也可以是變質(zhì)巖或厚度巨大的塊狀沉積巖,通過提取內(nèi)部熱量可以進(jìn)行發(fā)電,因此其主要的工業(yè)指標(biāo)是巖體內(nèi)部的溫度。

        干熱巖具有資源量巨大、分布范圍廣、清潔無污染、安全、熱能連續(xù)性好、利用效率高和成本低等優(yōu)勢(shì),被認(rèn)為是極具戰(zhàn)略潛力的替代能源。

干熱巖的資源優(yōu)勢(shì)在哪里?

        干熱巖是地球內(nèi)部普遍存在的可再生能源,可在全球二氧化碳減排中發(fā)揮重要作用。作為未來能源的組成部分,干熱巖資源具有如下優(yōu)勢(shì):

    1資源潛力巨大,廣泛分布;

    2資源的開發(fā)利用對(duì)環(huán)境影響小,可基本做到零排放;

    3資源開發(fā)系統(tǒng)相對(duì)安全,不會(huì)造成大范圍污染破壞;

    4占地少;

    5穩(wěn)定性好。干熱巖資源深埋于地下,不受日照、風(fēng)速、降水量等外部因素影響;

    6利用效率高。聯(lián)合國(guó)世界能源評(píng)估報(bào)告指出,地?zé)岚l(fā)電的利用系數(shù)高達(dá)72%~80%;

    7利用成本低。雖然早期投資高,但無燃料費(fèi)用,運(yùn)行費(fèi)用極低。

哪里有干熱巖?

    干熱巖是無處不在的資源,但受限于當(dāng)前的技術(shù)手段和成本,在那些淺部溫度高的地區(qū)開發(fā)干熱巖將會(huì)有更好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。因此,當(dāng)前的干熱巖開發(fā)更多地著眼于這些地區(qū),它們位于全球板塊或構(gòu)造地體的邊緣,構(gòu)造活動(dòng)劇烈,是地球釋放內(nèi)部能量的主要區(qū)域,地?zé)豳Y源十分豐富。

如何實(shí)現(xiàn)干熱巖的開發(fā)利用?

     目前地?zé)崮艿拈_發(fā)主要針對(duì)淺層地溫能及水熱型地?zé)崮?,干熱巖資源尚處于未開發(fā)利用狀態(tài)。主要原因?yàn)楦蔁釒r調(diào)查、勘查與開發(fā)利用是一項(xiàng)涵蓋地質(zhì)、水文地質(zhì)、地?zé)岬刭|(zhì)、地球物理、鉆探、壓裂、對(duì)井技術(shù)、發(fā)電等多學(xué)科、綜合性強(qiáng)的綜合性科學(xué)研究工作,包含了諸多的技術(shù)難題。

        干熱巖的利用主要通過增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)(EGS)來實(shí)現(xiàn),基本原理是:通過深井將高壓水注入地下2~6千米的人工儲(chǔ)層內(nèi),使其通過滲透循環(huán)而吸收熱能;再通過開采井將高溫水、汽通過生產(chǎn)井抽出地表用于發(fā)電;冷卻后的水再次通過高壓泵注入地下熱交換系統(tǒng)循環(huán)使用,整個(gè)過程都是在一個(gè)封閉的系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行的。因此,EGS是在干熱巖技術(shù)基礎(chǔ)上提出來的,即將水通過井注入到人工產(chǎn)生的、張開的連通裂隙帶中,水與高溫巖體接觸被加熱,然后通過生產(chǎn)井返回地面,形成一個(gè)閉式回路,以提取熱能。

        增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)的開發(fā)和利用主要是建造兩個(gè)子系統(tǒng):地下人工儲(chǔ)層和地面發(fā)電系統(tǒng),二者都需要多項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用和集成。其中,創(chuàng)建地下人工儲(chǔ)層是目前研究的焦點(diǎn)。

我國(guó)干熱巖勘查開發(fā)現(xiàn)狀怎樣?

     我國(guó)干熱巖資源潛力巨大,開發(fā)前景廣闊,是極具潛力的戰(zhàn)略能源,但是我國(guó)干熱巖勘查與開發(fā)起步晚,在干熱巖形成機(jī)制、分布情況、熱儲(chǔ)特征、評(píng)價(jià)方法、勘查開發(fā)技術(shù)等領(lǐng)域仍存在較多尚未解決的問題。

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