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近日,隨著國土資源部一則關(guān)于我國非常規(guī)能源發(fā)展前景向外界發(fā)布,一種名為“干熱巖”的新型地?zé)豳Y源又一次進(jìn)入人們的視野。
很多社會公眾可能對這一名詞頗感陌生,對這一新型資源更是不甚了解。干熱巖究竟是一種什么樣的地?zé)豳Y源?與常規(guī)能源和其他類型地?zé)豳Y源相比,它有什么特點?其在世界和中國的儲藏量和開發(fā)前景如何?在中國,何時能實現(xiàn)商業(yè)化運作,進(jìn)入尋常百姓家?這些無疑是人們普遍關(guān)注的問題。
綠色 穩(wěn)定
干熱巖對很多人來說是個新鮮詞,但是對其的試驗研究和開發(fā)利用已經(jīng)有了40多年的歷史。中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院教授李德威介紹說,干熱巖作為一個概念,有不同的界定,目前比較認(rèn)同的定義是“一種不含水或蒸氣、埋深為3-10公里、溫度為150-650℃的致密熱巖體。”
干熱巖的形成與地球的結(jié)構(gòu)有關(guān)。我們知道,地球是由地殼、地幔和地核組成的,地核的半徑大概在3500公里左右,而地核是由鐵和鎳這樣一些金屬,在7000多攝氏度形成的熾熱的熔漿,其熱量向上傳導(dǎo),穿過地幔會接近到地殼,而地殼不含水等流體或者流體極少的巖石層就會獲得高溫能量,就形成了干熱巖。李德威指出,干熱巖有廣義和狹義之分,前者著眼于其形成的科學(xué)原理,后者則強調(diào)其作為地?zé)崮馨l(fā)電的經(jīng)濟(jì)性和可行性,將其范圍進(jìn)一步縮小,定位為相對容易開發(fā)的地下8公里深以內(nèi)、溫度為200-350℃等類型的巖石。中國地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所研究員王貴玲持有類似看法,他指出,從理論上說,隨著地球向深部的地?zé)嵩鰷?,任何地區(qū)達(dá)到一定深度都可以開發(fā)出干熱巖,因此干熱巖又被稱為是無處不在的資源。但就現(xiàn)階段來看,由于技術(shù)和手段等限制,干熱巖資源專指埋深較淺、溫度較高、有開發(fā)經(jīng)濟(jì)價值的熱巖體。
干熱巖形成原理決定了它是一種豐富的可再生清潔能源。其開發(fā)過程不僅可以做到安全、環(huán)保,而且節(jié)能。就發(fā)電而言,只需在初期鉆井時投入,之后就可靠自身能量運轉(zhuǎn)。
儲量豐富 開發(fā)挑戰(zhàn)大
關(guān)于干熱巖能源的儲量,王貴玲介紹說,保守估計地殼中干熱巖(3-10 公里深處)所蘊含的能量相當(dāng)于所有石油、天然氣和煤炭所蘊藏能量的30倍。他援引據(jù)麻省理工學(xué)院2006年報告的數(shù)據(jù),只要開發(fā)3500-7500米深度2%的干熱巖資源儲量,能量就將達(dá)到美國2005年全年能源消耗總量的2600倍。中國地質(zhì)調(diào)查局以同樣的方法評價了我國陸區(qū)干熱巖資源潛力,3-10公里深處干熱巖資源總量相當(dāng)于860萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,按2%的可開采資源量計算,相當(dāng)于我國2010年能源消耗總量的5300倍。從事礦產(chǎn)勘查及評價研究工作的河北省煤田地質(zhì)局田蘭蘭曾撰文分析了中國高溫巖體干熱巖地?zé)豳Y源儲量的地區(qū)分布。該文指出,中國東部地區(qū)地殼薄,有利于開發(fā)傳導(dǎo)型地?zé)?,東部沿海地區(qū)如廣東、福建等省區(qū)位于太平洋板塊邊緣,是地?zé)崂玫挠欣貐^(qū)。西藏南、滇西、川西屬喜馬拉雅地?zé)釒В匈Y料介紹鉆2000米即可獲得 200℃的高溫?zé)崴?,是地?zé)嵊欣貐^(qū)。鉆探勘查表明其他地區(qū)如松遼盆地與渤海灣盆地等干熱巖資源儲量也很豐富。
人類對干熱巖資源的開發(fā)利用試驗始于上世紀(jì)70年代。王貴玲介紹說,1974年,美國在新墨西哥州啟動了世界上次利用干熱巖資源的項目,隨后在能源署協(xié)調(diào)下,英國、法國、德國和日本相繼加入該計劃,進(jìn)行了開創(chuàng)性的工程研究,取得了相當(dāng)有價值的成果。英國、日本、瑞典、德國等之后也啟動了本國的干熱巖項目。
中國干熱巖研究啟動較晚,但發(fā)展很快。“十二五”期間,國土資源部、中國地質(zhì)調(diào)查局安排開展了全國地?zé)豳Y源調(diào)查評價工作,同時啟動了我國干熱巖資源的研究尋找工作。之后,分別在福建、廣東、海南、湖南等省份開展了區(qū)域地質(zhì)調(diào)查與深部地球物理勘查。2015年5月,設(shè)計深度4000米的干熱巖資源勘查深井在福建漳州市清泉林場開鉆,這是中國地質(zhì)調(diào)查局實施的個干熱巖資源勘查深井??辈楸砻鳎闹莞蔁釒r地?zé)崮茉磧Σ亓控S富,開發(fā)地?zé)岚l(fā)電前景廣闊。今年9月,勘查人員在青海共和盆地3705米深處鉆獲236℃的高溫干熱巖體,這是中國鉆獲溫度MAX的干熱巖體,以該地區(qū)2%作為可開采資源量計算,折合的標(biāo)準(zhǔn)煤為2016年全國能源消耗的3倍。
能源轉(zhuǎn)型新機遇
今年7月底,國家863計劃“干熱巖熱能開發(fā)與綜合利用關(guān)鍵技術(shù)研究”項目順利通過驗收,這表明,經(jīng)過3年攻關(guān),中國在干熱巖靶區(qū)定位技術(shù)與工程測試技術(shù)研究、開發(fā)實驗?zāi)M平臺和相關(guān)材料等方面獲得了關(guān)鍵技術(shù)支撐。對此,王貴玲指出,在肯定相關(guān)科技領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展的同時,也要看到,隨著對干熱巖研究的開展和實驗性開發(fā),很多相關(guān)科學(xué)和工程問題也逐漸凸顯出來。他認(rèn)為目前面臨的關(guān)鍵問題包括資源靶區(qū)定位技術(shù)、水力壓裂儲層改造等。
所謂資源靶區(qū)定位就是如何找準(zhǔn)干熱巖資源。王貴玲指出,這需要依托大地?zé)崃鲌D,但目前相關(guān)數(shù)據(jù)不全,特別是缺少地溫隨深度變化的數(shù)據(jù)。水力儲層改造技術(shù)是干熱巖開發(fā)的核心技術(shù),包括高溫高壓條件下的深鉆技術(shù)、水力壓裂技術(shù)、裂隙系統(tǒng)監(jiān)測等方面。王貴玲認(rèn)為要在新型前沿鉆的研發(fā)和降低成本方面繼續(xù)下功夫。干熱巖開發(fā)水力壓裂方面,王貴玲認(rèn)為,必須解決目前壓裂的效果和裂隙系統(tǒng)發(fā)展難以預(yù)測的問題。
11月下旬召開的全國地?zé)豳Y源調(diào)查評價研討會上傳遞的信息表明,我國干熱巖勘查與開發(fā)力度將進(jìn)一步加大。特別值得注意的是,會議提出“要堅決打好京津冀地?zé)豳Y源調(diào)查評價科技攻堅戰(zhàn)”,重點在“雄安新區(qū)”等地區(qū),探明深部地?zé)醿拥刭|(zhì)結(jié)構(gòu),為京津冀地區(qū)地?zé)嵋?guī)模化、可持續(xù)利用提供支撐。而在近期召開的雄安新區(qū)地?zé)峥辈殚_發(fā)學(xué)術(shù)研討會上,多名專家認(rèn)為,雄安新區(qū)中深層和淺層地?zé)豳Y源十分豐富,加強資源調(diào)查評價、理論與技術(shù)創(chuàng)新,有望建成地?zé)崮荛_發(fā)利用的樣板。王貴玲在會上對雄安新區(qū)地?zé)豳Y源給予高度評價,認(rèn)為具有埋藏淺、溫度高、水質(zhì)好、易回灌等特點。
雄安新區(qū)是繼深圳經(jīng)濟(jì)特區(qū)和上海浦東新區(qū)之后又一具有全國意義的新區(qū),其設(shè)立被稱為“千年大計、國家大事”。今天,支撐其發(fā)展的綠色能源路線已經(jīng)初步顯現(xiàn)出來,而“建成地?zé)崮荛_發(fā)利用的樣板”則彰顯了地?zé)豳Y源將在其中扮演的重要角色??梢灶A(yù)見,將會有越來越多的中國城市借鑒雄安地?zé)峤?jīng)驗,加速向綠色轉(zhuǎn)型。而干熱巖作為一種新型地?zé)豳Y源,其勘查開發(fā)技術(shù)的進(jìn)步將會推動其商業(yè)化進(jìn)程,進(jìn)而有望助力能源結(jié)構(gòu)變革,為建設(shè)天藍(lán)、水綠的美麗中國作出貢獻(xiàn)。
我司深井地?zé)岜O(jiān)測產(chǎn)品系列介紹:
1.0-1000米單點溫度檢測(普通表和存儲表)
2.0-500米淺層地溫能監(jiān)測(采集器采用低功耗、攜帶方便;物聯(lián)網(wǎng)GPRS無線傳輸至WEB端網(wǎng)絡(luò);單總線結(jié)構(gòu),可擴(kuò)展128個點;進(jìn)口18B20高精度傳感器,在10-40度范圍內(nèi),精度在0.1-0.2度)
3.0-3000米單點溫度檢測(普通顯示,只能顯示溫度,沒有存儲分析軟件功能)
4.0-10000米分布式多點深層地溫監(jiān)測(采用分布式光纖測溫系統(tǒng))
分布式光纖溫度監(jiān)測系統(tǒng)細(xì)分兩大類:1.井筒測試 2.井壁測試
有此類深井地溫項目,歡迎新老客戶朋友垂詢!
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