干热岩

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地大热能地热资源开发利用近年来,地热资源化身地热能,从地热直接利用转向能源化利用。其中,干热岩地热地热能具有能量大、分布广、利用率极高、安全性好、无污染、可实现综合梯级利用等特点,被认为是地热能开发的未来,面向未来的战略型能源


水热型走向干热岩


近年来,基于对气候环境的高度关注,世界各国纷纷制定各自的能源转型战略。在诸多清洁环保能源种类中,地热能以极高的清洁性、运行稳定性和空间分布广泛性脱颖而出,受到重点研究和开发


地热资源若按其产出条件,可分为水热型干热岩。当前,水热型地热世界各国主要开采和利用的对象,在温室栽培、水产养殖温泉洗浴供暖制冷等领域大放异彩。未来,全球地热资源开发将从直接利用能源化利用转变,将地热用于发电就是实现这一转变的载体。


风电太阳能可再生能源相比,地热发电不存在波动性和间歇性,可以作为基础载荷,保持电网安全稳定运行。不过,浅层地热因温度限制,无法满足发电的需要;中高温地热因规模限制,尚不能扛起可再生能源发电的大旗。而资源量更加丰富、温度更高的干热岩,可以在发电的同时实现能源综合利用,被认为是地热能发展的未来。


干热岩是地球给予人类的馈赠,其本质是地核所形成的炽热熔浆散发出热量,向上传导穿过地幔接近地壳,而地壳不含水岩层或者流体极少的岩石层就会获得高温能量,从而形成干热岩。为统一理解,学术界将干热岩定义为一种不含水或蒸气、埋深为3~10千米、温度为150~650摄氏度的致密热岩体。从理论上说,地球的任何地区,只要达到一定深度都可以开发出干热岩,干热岩也因此被称为无处不在的资源。根据公开的数据显示,保守估计地壳中干热岩所蕴含的能量相当于全球所有石油、天然气煤炭所蕴藏能量的30倍,干热岩开发利用潜力可见一斑。

 

从能源角度看,地热能具有稳定(不受季节和昼夜变化的影响)、效率高、安全、运行成本低、可综合利用等优势,且不依赖于外来运输通道,可本地化利用,不受配电网制约。从发展的角度看,从水热型逐渐走向干热岩型,是地热能源发展的必由之路。干热岩技术体系涉及钻探回灌发电、梯次利用,是多重技术的孵化与整合,是水热型地热发电的技术升级与延伸。干热岩地热能解决的是世界未来能源的挑战,是解决我国发展能源自主的重要方向。其作为一种战略型能源,将在保障能源安全,推动绿色清洁能源替代,提升能源效率和经济性等方面具有深远意义。


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那么,现阶段需要回答好三方面问题:我国干热岩该怎么搞,切入点在哪?干热岩到哪儿去找,怎么找?如何开发利用

 

随着干热岩开发工作的深入,越来越多的问题亟待找到解决方案。一方面是地热能行业遇到的共性问题。例如,在管理机制方面,地热开发涉及自然资源、发展改革、能源、水利等多部门,九龙治水,难免出现职责不清等现象,增加了地热项目的审批难度和成本。

 

并且,地热能需提前纳入城市发展规划当中,在城市新区采取规划优先、产业配套的模式。

 

干热岩地热能的潜力评价和资源量评估、靶区定位等关乎我国干热岩勘查工作怎么开展等一系列问题。经过近几年的努力,我国初步建立了干热岩靶区优选技术体系,圈定了干热岩勘查开发靶区,揭示了我国干热岩分布规律及其成因机制,形成了干热岩资源评价技术方法,填补了我国在干热岩勘查领域的空白。但整体而言,在干热岩的成因、分布、勘探、评价、选区、开发、综合利用等方面的研究还较为薄弱。接下来,这项工作需要更加深入、广泛开展,合理划分干热岩地热能的远景区、有利区、目标区和开采区,进行地热能资源量评估和综合评价,并在干热岩地热能的孕育环境、热构造系统、分布规律、形成机理、热储性质、勘查思路、能量评估、大规模开发及其与矿产、油气、灾害、环境、水文、工程的关联性等方面加强研究。此外,建立一个可公开、供行业共享的数据库也至关重要,将有利于干热岩开发工作少走弯路、错路。

 

同时,需要充分利用和科学评估已有的地质、地热、地球物理、水文、矿产、油气、自然灾害、环境地质工程地质等调查和研究成果,开展多学科的交叉研究和联合攻关。

 

干热岩开发成本极高,资金回收期长,投入产出比低的挑战凸显。开发干热岩需要巨大的资金投入,但当前干热岩项目存在融资难题。地热发电站造价巨大,而电价补贴需采取“一事一议”,即先建成,后根据规模和发电量反算电价。这意味着,地热电站在建设初期难以拿到银行贷款。地热发电项目也因此面临着巨大的资金考验。他建议,政府部门应出台相关政策,引导市场资金进入地热发电领域。并设立战略新兴能源基金,让地热能与风、光共同进入可再生基金范畴。


干热岩地热能未来的发展,是进行多重经营,实现梯级利用多能互补、多产协同。


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