自然科普:喚醒“沉睡”地下的干熱巖能源
發(fā)布時間:2023-07-19
瀏覽次數(shù):1593


近日,中國工程院院士錢七虎在刊發(fā)的《我國地下空間利用還有多大空間》文章中,談到“如何利用地下空間解決城市環(huán)境問題”時認(rèn)為,可用地?zé)醽韽氐捉鉀Q我國東北、華北地區(qū)由于冬季要取暖、燃煤引起的霧霾問題,其中利用地?zé)岬牡诙N形式是建設(shè)熱干巖發(fā)電站。


干熱巖是什么


錢七虎所說的“熱干巖”,又叫“干熱巖”,一般是指溫度高于180℃、埋深地下3千米—10千米,內(nèi)部不存在水或僅有少量地下水的高溫巖體,通俗地說就是高溫的石頭。

我們腳下的地球內(nèi)部蘊含著巨大的能量——地?zé)崮?,通過斷層以蒸汽、水或干熱巖為載體傳導(dǎo)至地表。按照成因和產(chǎn)出條件,地表淺層的地?zé)嵋愿蔁嵝秃退疅嵝蛢煞N形式存在。干熱巖和巖漿屬于干熱型地?zé)?,它比水熱型熱能埋藏得更深?/p>


干熱巖蘊藏量有多大


在地下達到一定的深度后,干熱巖無處不在,資源潛力巨大。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1000米平均大約增溫30℃。世界上迄今利用的地?zé)崮転榫嗟乇?0千米以內(nèi)的熱能,已探明的地?zé)豳Y源相當(dāng)于全球煤的經(jīng)濟可采儲量4950萬億噸所含熱量的7萬多倍,或相當(dāng)于全球所有石油、天然氣和煤炭所蘊藏能量的30倍,其中干熱巖資源,占已探明地?zé)豳Y源的30%左右。從現(xiàn)階段看,由于技術(shù)和手段等限制,能被人類發(fā)現(xiàn)及開發(fā)利用的干熱巖資源,主要集中在埋深較淺、溫度較高、有開發(fā)經(jīng)濟價值的地下熱巖體,距地表4千米—6千米、溫度為200℃的干熱巖。

我國的干熱巖地?zé)豳Y源潛力巨大,大陸地區(qū)3千米—10千米深處的干熱巖資源量相當(dāng)于856萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,占世界資源量的六分之一左右,若能開采出2%,就相當(dāng)于我國2015年全國一次性能耗總量的4400倍,能夠用上3000多年。


如何開發(fā)利用干熱巖


干熱巖被認(rèn)為是極具戰(zhàn)略潛力的清潔、可再生的新型能源,因為資源量大、潛力大、安全環(huán)保、利用率高、成本低,越來越受到各國的關(guān)注。

干熱巖的開發(fā)利用,幾乎不產(chǎn)生氮硫氧化物等污染物,如能實現(xiàn)技術(shù)突破,規(guī)?;_發(fā)利用,將有效降低溫室效應(yīng)和酸雨對環(huán)境的影響。利用干熱巖發(fā)電的成本僅為風(fēng)力發(fā)電的一半,只有太陽能發(fā)電的十分之一,特別是干熱巖與風(fēng)能、太陽能等能源相比,不受季節(jié)、氣候、晝夜等外界因素干擾,穩(wěn)定高效。

干熱巖如何開發(fā)利用?簡單來說,就是先在地下有干熱巖資源分布的地面打一口井,隨后將水用高壓打入地下,水吸收熱量后轉(zhuǎn)化成高壓水蒸氣,然后從另外一口井將這些水蒸氣收集起來加以利用。

干熱巖與傳統(tǒng)的熱電站發(fā)電的區(qū)別,主要是采熱方式不同,水能重新循環(huán),反復(fù)利用,且對環(huán)境沒有影響。在采用先進的鉆井和人工熱儲水庫技術(shù)條件下,干熱巖地?zé)岚l(fā)電比傳統(tǒng)火力、水力發(fā)電更具有電價競爭力。

干熱巖是冬季供暖的良好熱源,用來進行集中供暖是比較合適的選擇,目前干熱巖供熱技術(shù)已成功進行商業(yè)應(yīng)用。

干熱巖也可以輔助采油,通過向干熱巖中注水形成高溫蒸汽或熱水后,再由地面采出,用來加熱油層,從而提高稠油的流動能力,大幅度提高稠油的開采利用,降低稠油開采成本。

干熱巖研發(fā)屬于前瞻性技術(shù),目前國際社會對干熱巖的勘查開發(fā)尚處于探索階段。在不久的將來,這種無處不在的“沉睡”能源,一定會被大量利用并造福人類。

(作者系湖南省科普作家協(xié)會會員)



歡迎掃碼關(guān)注深i科普!

我們將定期推出

公益、免費、優(yōu)惠的科普活動和科普好物!


聽說,打賞我的人最后都找到了真愛。
做科普,我們是認(rèn)真的!
掃描關(guān)注深i科普公眾號
加入科普活動群
  • 參加最新科普活動
  • 認(rèn)識科普小朋友
  • 成為科學(xué)小記者