國(guó)內(nèi)干熱巖勘查在青海共和盆地取得重大突破,2017年8月首次鉆獲溫度超過(guò)200攝氏度的高溫優(yōu)質(zhì)干熱巖體。業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為,干熱巖作為清潔能源,資源儲(chǔ)量巨大且可再生,未來(lái)或有望參與推進(jìn)國(guó)家能源結(jié)構(gòu)調(diào)整。但是目前干熱巖在后期的開(kāi)發(fā)利用上存在較大技術(shù)瓶頸,建議匯聚多方力量,集中攻破技術(shù)難關(guān),并探索在共和盆地推進(jìn)建設(shè)國(guó)家干熱巖開(kāi)發(fā)示范基地。

國(guó)內(nèi)首次鉆獲高溫優(yōu)質(zhì)干熱巖

“地球是一個(gè)龐大的熱庫(kù),內(nèi)部蘊(yùn)藏著巨大的熱能,我們稱之為地?zé)豳Y源,它與太陽(yáng)能、風(fēng)能、潮汐能等都是可再生的清潔能源。”青海省國(guó)土資源廳地質(zhì)環(huán)境處處長(zhǎng)嚴(yán)維德說(shuō),而干熱巖就是地?zé)豳Y源中最為重要的一種。

干熱巖通常埋藏在地下3000米至1萬(wàn)米深度范圍內(nèi),溫度在150攝氏度以上,是沒(méi)有水或蒸汽、致密不滲透的熱巖體。作為一種可用于高溫發(fā)電的清潔能源,干熱巖具有資源量大、零污染排放、安全性好、熱能連續(xù)性不受季節(jié)制約、利用率高、成本低等特點(diǎn)。

2011年以來(lái),“在深入研究已有地質(zhì)資料基礎(chǔ)上,我們采用紅外遙感、地球物理、地球化學(xué)等多種勘查技術(shù)手段,經(jīng)過(guò)詳細(xì)論證后,確定共和盆地中北部為干熱巖尋找靶區(qū),同時(shí)確定干熱巖勘探井位。”嚴(yán)維德說(shuō)。

2013年6月,勘探井深孔正式開(kāi)鉆,2014年4月,在共和盆地地下2230米處首次鉆獲溫度達(dá)153攝氏度的干熱巖。2017年上半年,青海省水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查院再次在地下3705米深處鉆獲溫度達(dá)到236攝氏度以上的干熱巖,刷新了探獲干熱巖溫度的新紀(jì)錄。

“干熱巖主要被用來(lái)提取其內(nèi)部的熱量,因此其主要的工業(yè)指標(biāo)是巖體內(nèi)部的溫度,溫度超過(guò)200攝氏度即屬優(yōu)質(zhì)干熱巖?！鼻嗪Ｊ」埠涂h恰卜恰鎮(zhèn)干熱巖勘查項(xiàng)目負(fù)責(zé)人張盛生表示,除溫度高之外,共和盆地的干熱巖資源還有埋藏淺、分布廣的特點(diǎn)。

2017年8月下旬,青海省國(guó)土資源廳和中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局水環(huán)部組織院士專家對(duì)青海共和盆地干熱巖勘查成果進(jìn)行評(píng)審。專家組認(rèn)為,這是我國(guó)首次發(fā)現(xiàn)溫度超過(guò)200攝氏度的大規(guī)?？衫玫母邷貎?yōu)質(zhì)干熱巖資源,是我國(guó)在能源領(lǐng)域和地?zé)峥辈榉矫嫒〉玫闹卮笸黄啤?/p>

未來(lái)有望推進(jìn)國(guó)家能源結(jié)構(gòu)調(diào)整

張盛生表示,就現(xiàn)階段而言,干熱巖資源是指埋深較淺、溫度較高、有開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的熱巖體,保守估計(jì)地殼中3000米到1萬(wàn)米深處干熱巖所蘊(yùn)含的能量相當(dāng)于全球所有石油、天然氣和煤炭所蘊(yùn)藏能量的30倍。

“青藏高原在隆升過(guò)程中形成了一系列地?zé)豳Y源,從干熱巖地?zé)豳Y源區(qū)域分布看,青藏高原占我國(guó)大陸地區(qū)干熱巖總資源量的20.5%,資源量巨大且溫度較高。”青海省水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查院總工程師郭宏業(yè)說(shuō)。

“我們通過(guò)2013年至2017年實(shí)施的4眼干熱巖勘查孔查明,共和盆地?fù)碛?30平方公里干熱巖分布區(qū),現(xiàn)在已查明在其2.1公里至6公里深度區(qū)間內(nèi),干熱巖儲(chǔ)量換算標(biāo)準(zhǔn)煤為近45億噸?！睆埵⑸f(shuō),另外根據(jù)地球物理勘探資料及地面調(diào)查情況推測(cè),共和盆地及其周邊,干熱巖前景區(qū)面積達(dá)3092.89平方公里。

“干熱巖資源在全球范圍內(nèi)的分布很普遍,青海共和盆地的干熱巖資源,無(wú)論儲(chǔ)量還是質(zhì)量,都在全球已勘查范圍內(nèi)比較靠前。”嚴(yán)維德說(shuō)。

據(jù)了解,近40年來(lái),世界主要國(guó)家開(kāi)展了一系列干熱巖的研究開(kāi)發(fā)項(xiàng)目,其中最為成功的是在法國(guó)Soultz建立的電廠,為世界第一個(gè)將干熱巖用于發(fā)電的項(xiàng)目,證實(shí)了干熱巖有望成為一種可持續(xù)、可再生和清潔的發(fā)電資源。

“干熱巖地?zé)衢_(kāi)發(fā)系統(tǒng)是安全的,沒(méi)有爆炸危險(xiǎn),更不會(huì)引起災(zāi)難性事故或傷害性污染?！睆埵⑸f(shuō),干熱巖地?zé)豳Y源在利用過(guò)程中沒(méi)有二氧化碳、硫氧化物、氮氧化物等廢氣排放,也沒(méi)有其他流體或固體廢棄物,可以維持對(duì)環(huán)境最低水平的影響。

嚴(yán)維德表示,一旦通過(guò)3至5年時(shí)間查明干熱巖資源,突破開(kāi)發(fā)利用的核心技術(shù),實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?不僅對(duì)國(guó)家進(jìn)一步優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、降低碳排放及能源保障具有重要的戰(zhàn)略意義,而且使青海省能源體系產(chǎn)生巨大轉(zhuǎn)變,將彌補(bǔ)省內(nèi)化石能源的不足,對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生巨大的效益。

多措并舉推進(jìn)干熱巖開(kāi)發(fā)進(jìn)程

國(guó)內(nèi)干熱巖勘查雖然在青海共和盆地取得了階段性成果,并且開(kāi)發(fā)利用前景廣闊,但是仍然存在譬如技術(shù)攻關(guān)、人才緊缺、資金緊張等不容忽視的難題,業(yè)內(nèi)專家建議集中多方人才力量,突破技術(shù)難關(guān),并探索在共和盆地建立國(guó)家干熱巖開(kāi)發(fā)示范基地。

郭宏業(yè)介紹,干熱巖開(kāi)發(fā)主要是應(yīng)用增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng),即將水通過(guò)井注入人工產(chǎn)生的、張開(kāi)的連通裂隙帶中,水與巖體接觸被加熱,然后通過(guò)生產(chǎn)井返回地面,形成一個(gè)閉式回路,以提取熱能。而最大的技術(shù)難關(guān)在于如何在致密巖體中打通定向的裂隙。

“英、美、法、日等國(guó)家20世紀(jì)80年代都已將干熱巖勘查開(kāi)發(fā)列上日程,在實(shí)驗(yàn)性、小規(guī)模開(kāi)發(fā)技術(shù)也取得了一些突破,但在儲(chǔ)藏建造、壓裂技術(shù)、鉆井工藝方面同樣面臨技術(shù)難關(guān),如果我們能夠率先突破,那么中國(guó)在世界能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和碳排放上就能多一些話語(yǔ)權(quán)?！眹?yán)維德說(shuō)。

“在人才方面,青海省目前現(xiàn)有的技術(shù)力量來(lái)看,只有水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查院等兩支隊(duì)伍,且偏重于資源儲(chǔ)量勘查,技術(shù)開(kāi)發(fā)人才稀缺?！眹?yán)維德說(shuō),希望能夠集中自然資源部、國(guó)家地調(diào)局、科技部、專業(yè)院校等科研機(jī)構(gòu)的精英,到青海一起搞研究,以便能夠順利突破技術(shù)難題。

“干熱巖埋藏很深,在4000至6000米范圍內(nèi),這種條件下無(wú)論是查明資源儲(chǔ)量還是攻關(guān)核心技術(shù),都需要大量資金投入?！眹?yán)維德說(shuō),目前在共和盆地,勘查干熱巖主要是青海省財(cái)政投資,但是省財(cái)政有限,很難維持今后的持續(xù)性開(kāi)發(fā),因此建議國(guó)家設(shè)立專項(xiàng)資金,加大資金投入。

此次共和盆地干熱巖勘查取得突破,是國(guó)家推進(jìn)干熱巖開(kāi)發(fā)的最好契機(jī)。業(yè)內(nèi)專家建議,國(guó)家應(yīng)加強(qiáng)共和盆地干熱巖勘查及開(kāi)發(fā)利用研究,盡快申請(qǐng)共和盆地干熱巖勘查開(kāi)發(fā)國(guó)家示范基地建設(shè),促進(jìn)共和盆地干熱巖資源勘查及開(kāi)發(fā)進(jìn)程。