久久精品一区二区无码_中文字幕乱码熟女免费_一级中文字幕在线播放_直接看黄网站免费无码

指導(dǎo)單位:中共駐馬店市委網(wǎng)絡(luò)安全和信息化委員會(huì)辦公室
主辦單位:駐馬店市互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報(bào)中心
承辦單位:駐馬店網(wǎng)

干熱巖:“可供中國(guó)使用3800年” 的清潔能源?

時(shí)間:2022-02-09

來(lái)源:中國(guó)新聞周刊

中國(guó)現(xiàn)在并沒(méi)有干熱巖的開(kāi)發(fā)井

只是處在勘探和基礎(chǔ)研究階段

考慮到當(dāng)前開(kāi)發(fā)利用的成本和技術(shù)條件

干熱巖很難說(shuō)得上是“資源”

最近,一些自媒體聲稱,山東發(fā)現(xiàn)新能源“巨大寶藏”,儲(chǔ)量大約相當(dāng)于180億噸煤炭,可供中國(guó)使用3800年。這里所說(shuō)的寶藏,是一種地殼較深處的高溫巖體——干熱巖。在全球經(jīng)歷了一個(gè)缺煤、氣荒的2021年之后,如果在我們腳下就埋藏著如此海量的能源,那無(wú)疑是驚天動(dòng)地的大事件。

事實(shí)上,這個(gè)“發(fā)現(xiàn)”并不是最近的事。早在2016年,就有權(quán)威媒體報(bào)道,山東省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院發(fā)現(xiàn)了中國(guó)東部賦存條件最好的干熱巖。該勘察院水文地質(zhì)所主任景曉東預(yù)測(cè),僅在威海市文登區(qū)一處,高溫干熱巖的能量即使只有2%被利用,便可供山東全省使用38年,“其效益不亞于找到一座大型金礦。”

(資料圖片)位于法國(guó)的蘇爾茨項(xiàng)目,是迄今為止全球最成功并穩(wěn)定商業(yè)發(fā)電的干熱巖開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。

(資料圖片)位于法國(guó)的蘇爾茨項(xiàng)目,是迄今為止全球最成功并穩(wěn)定商業(yè)發(fā)電的干熱巖開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。

到了2019年,有媒體報(bào)道,該項(xiàng)目也在山東日照市莒縣、五蓮縣一帶發(fā)現(xiàn)干熱巖富存區(qū),資源量折合標(biāo)準(zhǔn)煤總計(jì)超過(guò)187.79億噸。2017年到現(xiàn)在,中國(guó)煤炭消耗量平均每年在40億噸左右,因此,假設(shè)山東蘊(yùn)藏的干熱巖能量相當(dāng)于187.79億噸煤,也不可能供中國(guó)使用3800年。但更為關(guān)鍵的是,山東真的找到了這樣一座地下“金礦”嗎?

對(duì)于這類新聞,中科院地質(zhì)地球所地?zé)豳Y源研究中心主任龐忠和表示,這屬于嚴(yán)重地誤導(dǎo)公眾。雖然干熱巖儲(chǔ)量大、無(wú)污染,但它是一種開(kāi)采難度極大的地?zé)崮?。放眼全球,真正運(yùn)行得較為成功的項(xiàng)目,也屈指可數(shù)。中國(guó)現(xiàn)在并沒(méi)有干熱巖的開(kāi)發(fā)技術(shù),只是處在調(diào)查和基礎(chǔ)研究階段。

儲(chǔ)量比煤、油、氣多30倍的清潔能源

按照地?zé)釋W(xué)的基本規(guī)律,越靠近地球深部,溫度越高,地表往下每走一千米,地球平均大約增溫30℃。因此,可以想見(jiàn),只要能夠開(kāi)采得足夠深,地球可以給人類回饋的熱能資源儲(chǔ)量,無(wú)疑是巨大的。一個(gè)學(xué)界常引用的說(shuō)法是,地殼中距地表3~10千米深處的干熱巖所蘊(yùn)含的能量,相當(dāng)于全球石油、天然氣和煤炭所蘊(yùn)藏能量的30倍。

德國(guó)卡爾斯魯厄理工學(xué)院教授、地球科學(xué)研究所地?zé)崮懿块T主席托馬斯·科爾告訴《中國(guó)新聞周刊》,距地表3千米以下的地殼,主要由火成巖和變質(zhì)巖組成,它們的特點(diǎn)是有足夠的溫度,但缺乏孔隙,這些巖體并不是真的“干”,流體含量只是不夠。比起溫泉、地?zé)崴@類地?zé)嵝问?,干熱巖型地?zé)豳Y源,占據(jù)了絕大多數(shù)地球熱能。

1970年代的美國(guó),正值遭遇全球石油危機(jī)時(shí)期,對(duì)干熱巖的開(kāi)發(fā),也就從那時(shí)的美國(guó)開(kāi)始。目前為止,全球已經(jīng)開(kāi)展了約64個(gè)干熱巖實(shí)驗(yàn)或開(kāi)采項(xiàng)目。

中國(guó)的干熱巖調(diào)查工作,是從“十二五”期間正式開(kāi)始的,這與當(dāng)時(shí)中國(guó)開(kāi)始重視霧霾治理、改善大氣環(huán)境的背景密不可分。因?yàn)楦蔁釒r如果可以大規(guī)模開(kāi)發(fā)和應(yīng)用,將是一種資源含量非常巨大的可再生清潔能源。

干熱巖將來(lái)主要的用途是發(fā)電。由于干熱巖的溫度很高,發(fā)電過(guò)后的尾水還能達(dá)到70~80攝氏度,相當(dāng)于普通地?zé)崴?,能再次用于供暖、制冷。干熱巖不僅體量巨大,而且,用于發(fā)電幾乎是零排放,又比風(fēng)能、水能等清潔能源更加穩(wěn)定,不受氣候影響。文獻(xiàn)還指出,一處干熱巖發(fā)電站使用大約20年后,巖體溫度會(huì)下降,不能繼續(xù)使用,但是地心巖漿會(huì)再次“加熱”這些巖石,幾十年過(guò)后,熱能便可再次利用。

2012年,“863”項(xiàng)目“干熱巖熱能開(kāi)發(fā)與綜合利用關(guān)鍵技術(shù)研究”立項(xiàng),拉開(kāi)了干熱巖尋找與技術(shù)研究的序幕。2014年10月,中科院地質(zhì)與地球物理研究所對(duì)青藏高原共和盆地兩處勘探孔地?zé)釡囟茸隽藴y(cè)試,發(fā)現(xiàn)地下2880米處,花崗巖體溫度達(dá)到181℃,是中國(guó)首次探明的干熱巖資源。

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所研究員王貴玲等人于2012年發(fā)表在《地球?qū)W報(bào)》的文章便進(jìn)行過(guò)儲(chǔ)量估算,給出的結(jié)果是:中國(guó)大陸3~10千米深處的干熱巖資源,相當(dāng)于860萬(wàn)億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,按2%的可開(kāi)采資源量計(jì)算,相當(dāng)于當(dāng)時(shí)中國(guó)能源消耗總量的5200倍。

干熱巖因此被認(rèn)為是未來(lái)煤炭、石油等化石能源枯竭后,最具潛力的戰(zhàn)略接替能源。根據(jù)王貴玲等人2020年發(fā)表的論文《中國(guó)地?zé)豳Y源現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)》,中國(guó)現(xiàn)在已經(jīng)圈定了12處干熱巖勘探點(diǎn),開(kāi)展開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn),并追蹤國(guó)外技術(shù)。

2019年,河北省煤田地質(zhì)局組織的干熱巖勘查項(xiàng)目稱,在唐山市馬頭營(yíng)3965米深度,鉆獲了京津冀地區(qū)埋藏最淺的干熱巖,估算4500米以淺、195平方公里范圍內(nèi),遠(yuǎn)景資源量折合標(biāo)準(zhǔn)煤為78億噸。2021年年中,該項(xiàng)目開(kāi)展了干熱巖試驗(yàn)性發(fā)電。

2022年1月,江蘇泰州“蘇熱1井”干熱巖項(xiàng)目開(kāi)始進(jìn)行壓裂試驗(yàn),該項(xiàng)目由江蘇省自然資源廳投入4630萬(wàn),是江蘇第一個(gè)干熱巖預(yù)查驗(yàn)證孔。據(jù)泰州地區(qū)初步估算,其干熱巖資源含量折合標(biāo)準(zhǔn)煤196萬(wàn)億噸。

龐忠和參與了許多國(guó)家地?zé)崮芟嚓P(guān)的戰(zhàn)略規(guī)劃和標(biāo)準(zhǔn)制定,這兩年,他感到干熱巖得到的關(guān)注越來(lái)越多了。2020年,是中國(guó)“碳中和”元年,地?zé)嶙鳛槲宕蠓翘蓟茉粗?,得到了更進(jìn)一步的重視。2021年,在中科院重大咨詢項(xiàng)目“中國(guó)碳中和框架路線圖研究”中,干熱巖的開(kāi)發(fā)就是專題內(nèi)容之一,與地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)有關(guān)的高層會(huì)議也不少。

王貴玲曾在接受媒體采訪時(shí)將干熱巖開(kāi)發(fā)比喻為“給地球安裝插頭”,如果能夠成功地裝上這個(gè)插頭,唾手可及、源源不斷的能源將不再是妄談。

儲(chǔ)量不都等同于資源

近些年,很多人找到龐忠和,問(wèn)他,想投資干熱巖,應(yīng)該去哪兒開(kāi)采?他通常會(huì)跟對(duì)方說(shuō):你先別考慮投資了,風(fēng)險(xiǎn)太大,有可能血本無(wú)歸。

并不是人們想象的那樣,隨便在地球上選一個(gè)點(diǎn),往深處鉆探,就能得到干熱巖。龐忠和說(shuō),按照定義,溫度在180℃以上,巖體含水量特別少或不含水,在現(xiàn)今的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件下能夠開(kāi)發(fā)利用的地?zé)崮埽拍鼙环Q為干熱巖資源。

他強(qiáng)調(diào),如果溫度沒(méi)有達(dá)到180℃,開(kāi)采不可能劃算,而最后一條,能夠開(kāi)發(fā)利用也很重要,否則就不能被稱為資源。往深處鉆井,普遍能找到地?zé)?。人們都知道地心溫度超過(guò)6000℃,但是不可能被利用。前幾年,松遼盆地的一處勘探井,在7018米深處發(fā)現(xiàn)了240℃的高溫地?zé)?,龐忠和說(shuō),這不叫干熱巖資源,因?yàn)樘盍?,不可能開(kāi)發(fā)。當(dāng)不具備經(jīng)濟(jì)或者技術(shù)的可行性時(shí),談多少儲(chǔ)量,也就沒(méi)有意義。

干熱巖的分布并不一定是同一深度,因此,地下3千米還是4千米,只是一個(gè)大概范圍;即便同一深度,地質(zhì)構(gòu)造、巖體溫度也是千差萬(wàn)別,學(xué)界稱之為“開(kāi)采條件評(píng)價(jià)”。

龐忠和說(shuō),在美國(guó)西部,兩千米以下的地殼,地?zé)峋湍苓_(dá)到200℃。但在中國(guó),在華北、東北、東南沿海等區(qū)域,要達(dá)到180℃,普遍要鉆井達(dá)到6千米,這就超出了當(dāng)前技術(shù)可以開(kāi)發(fā)、成本可以承受的范圍。山東省的干熱巖,就屬于這種埋藏條件。

因此,對(duì)于山東聲稱“可供全省使用38年”的干熱巖能源,龐忠和看了該區(qū)域地下溫度分布曲線之后發(fā)現(xiàn),其地?zé)釡囟葋?lái)自于局部斷裂的地質(zhì)構(gòu)造,該斷裂把深部的熱能通過(guò)熱水帶到淺部,使得地殼淺部出現(xiàn)一段異常的高溫,但是再往深處開(kāi)采,溫度并不會(huì)在這個(gè)異常高溫值基礎(chǔ)上繼續(xù)增加。

從資源勘探的角度來(lái)說(shuō),位于青海的共和盆地是中國(guó)目前干熱巖開(kāi)采條件最優(yōu)質(zhì)的地方。龐忠和說(shuō),這里大約地下4千米的深度,地?zé)釡囟饶苓_(dá)到200℃,再繼續(xù)往深部走,溫度也隨之增高,大約每一千米能增加45℃。2010年之后,全球新啟動(dòng)的10個(gè)干熱巖開(kāi)發(fā)項(xiàng)目中,青海共和項(xiàng)目也是備受關(guān)注的一個(gè)。但能否實(shí)現(xiàn)商業(yè)化開(kāi)采,則是另外一回事。

2003年,位于澳大利亞庫(kù)珀盆地的干熱巖開(kāi)發(fā)項(xiàng)目立項(xiàng),體量屬于全球最大。該項(xiàng)目在4千米深處,能鉆獲的地?zé)釡囟冗_(dá)到250℃,但由于鉆井難度大和出口處蒸汽高溫不能有效維持,迄今為止一直沒(méi)有實(shí)現(xiàn)商業(yè)化,政府也不愿再出資。

在歐洲,位于法國(guó)的蘇爾茨項(xiàng)目,由德國(guó)、法國(guó)、英國(guó)聯(lián)合開(kāi)展,是目前為止,全球最成功并穩(wěn)定商業(yè)發(fā)電的干熱巖開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。蘇爾茨項(xiàng)目有4口鉆探井,在5千米的深度,獲得的溫度為200℃。不過(guò),龐忠和告訴《中國(guó)新聞周刊》,這個(gè)項(xiàng)目的投入和產(chǎn)出是很不劃算的。歐盟為其注資了上億歐元,但該項(xiàng)目現(xiàn)在加起來(lái)的能源出力,大約是兩個(gè)兆瓦。

尚沒(méi)有出現(xiàn)顛覆性的開(kāi)發(fā)技術(shù)

2010年,龐忠和參加了中國(guó)科學(xué)院院組織的“中國(guó)能源路線圖2050”制定工作,關(guān)于深層地?zé)崮艿拈_(kāi)發(fā),包括干熱巖,預(yù)計(jì)工程化的時(shí)間節(jié)點(diǎn)是2035年。現(xiàn)在看來(lái),這個(gè)時(shí)間線的判斷是基本合理的,龐忠和說(shuō),目前這個(gè)領(lǐng)域并沒(méi)有出現(xiàn)顛覆性的技術(shù)。

開(kāi)發(fā)干熱巖的技術(shù)被稱為增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)(EGS),是指通過(guò)水力壓裂等工程手段在干熱巖體中形成人工地?zé)醿?chǔ)層,采出大量熱能的人工地?zé)嵯到y(tǒng)。儲(chǔ)層是油、氣、水等物質(zhì)儲(chǔ)集和流動(dòng)的巖層空間。

美國(guó)曾將EGS技術(shù)列為最為重要的新能源技術(shù)之一,開(kāi)始進(jìn)行研究。但干熱巖項(xiàng)目的“鼻祖”,1973年在美國(guó)新墨西哥州開(kāi)展的芬頓山項(xiàng)目,最終也因經(jīng)費(fèi)、技術(shù)等問(wèn)題被迫停止。

龐忠和介紹,地?zé)岬拈_(kāi)發(fā)利用,就是跟地球進(jìn)行換熱,這個(gè)過(guò)程如果用流體進(jìn)行,會(huì)比沒(méi)有流體的傳導(dǎo)式換熱,效率至少高3~5倍。因此現(xiàn)在的地?zé)衢_(kāi)發(fā),主要是通過(guò)抽水把熱能帶上地表來(lái),成本才經(jīng)濟(jì)劃算。而在地表4千米往下,地球的裂隙愈小,物質(zhì)結(jié)構(gòu)越緊密,基本上含水量特別低,不具備水熱型地?zé)衢_(kāi)發(fā)的條件。

除了深部鉆探、壓裂的高昂成本與技術(shù)困難,另一方面,干熱巖的開(kāi)發(fā)還會(huì)因?yàn)椴粫r(shí)誘發(fā)地震,成為開(kāi)發(fā)干熱巖時(shí)的一個(gè)重大安全問(wèn)題。龐忠和說(shuō),因?yàn)閴毫褞r體時(shí)需要施加巨大的力量,對(duì)天然的應(yīng)力場(chǎng)有比較明顯的改變,再加上干熱巖開(kāi)發(fā)本身就偏愛(ài)有天然裂隙構(gòu)造的地方,人工活動(dòng)會(huì)讓裂隙活化,兩種情況都可能導(dǎo)致地震。

在瑞士第三大城市巴塞爾,市中心有一口廢棄的鉆探井,是這里曾經(jīng)試圖開(kāi)發(fā)干熱巖留下的痕跡。龐忠和曾造訪過(guò),他說(shuō),2004年左右,項(xiàng)目的壓裂過(guò)程誘發(fā)了微小地震,最大震級(jí)約有3.5級(jí),引發(fā)了周邊居民的不滿。他們起訴開(kāi)發(fā)商,最后,以開(kāi)發(fā)商賠償幾百萬(wàn)歐元、項(xiàng)目破產(chǎn)而告終。

不過(guò),即便干熱巖的開(kāi)發(fā)仍然處在非常初級(jí)的階段,科學(xué)家們認(rèn)為,對(duì)于這種高難度能源開(kāi)采的探索,能夠?yàn)榈責(zé)崮艿娜骈_(kāi)發(fā),奠定通用的關(guān)鍵技術(shù)。例如,將EGS技術(shù)應(yīng)用到淺一點(diǎn)的地層,比如說(shuō)4千米以上的中深層,將原有的巖體裂隙增加、擴(kuò)大,就能加大流體循環(huán)效率,能夠置換出更多熱源,學(xué)界稱之為“人工增強(qiáng)”。

龐忠和舉例,世界上最大的地?zé)犭娬疚挥诿绹?guó)西部加利福尼亞州北部的蓋瑟斯鎮(zhèn),過(guò)去大約有500兆瓦的發(fā)電能力,得益于這套人工增強(qiáng)技術(shù),再抽取附近的湖泊水進(jìn)行熱交換,一下子將裝機(jī)容量提高到750兆瓦,效率增加了大約40%。

“人類早已能夠登上月球,但對(duì)地下的探索卻很少。”曾經(jīng)在2007年~2013年期間擔(dān)任過(guò)法國(guó)蘇爾茨項(xiàng)目科學(xué)主管的艾伯特·讓泰說(shuō),可能在地殼更深處,就有天然儲(chǔ)層和地?zé)崴皇悄壳暗募夹g(shù)還無(wú)法探測(cè)到。多位業(yè)內(nèi)學(xué)者也表示,這個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)開(kāi)發(fā)和實(shí)驗(yàn),現(xiàn)在得到的投入和關(guān)注卻不夠。

也許再過(guò)5年、10年,當(dāng)行業(yè)有了顛覆性的技術(shù)創(chuàng)新,使得鉆探成本能比現(xiàn)在降低1/2或者1/3時(shí),干熱巖就能大規(guī)模開(kāi)采了。在此之前,龐忠和認(rèn)為,對(duì)地?zé)崮艿纳虡I(yè)化投資,應(yīng)該立足于淺層和中深層現(xiàn)實(shí)可行的資源,而不是好高騖遠(yuǎn)地追求干熱巖,甚至刻意追求概念噱頭和標(biāo)新立異。(記者 彭丹妮)


掃一掃打開(kāi)駐馬店辟謠平臺(tái)