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干熱巖發(fā)電技術(shù)
文章來源:地大熱能 發(fā)布作者:地大熱能 發(fā)表時(shí)間:2022-05-11 11:46:44瀏覽次數(shù):2212
人類文明的發(fā)展離不開能源的支持,煤炭和石油雖然是當(dāng)今世界的主要能源,但它們均屬于不可再生能源,終有耗盡的一日,且煤炭和石油的燃燒會(huì)造成一定的污染,所以人類一直在尋找新的能源獲取方式,比如地?zé)崮?/a>、水能、風(fēng)能、太陽能以及核能等等。
地球如同一枚雞蛋,地表就如同雞蛋殼,而在其內(nèi)部則是大量的熔巖物質(zhì),這些熔巖物質(zhì)所產(chǎn)生的熱量會(huì)傳導(dǎo)到接近地表的巖石上,而這些被地球加熱的巖石就被稱之為干熱巖。
地球內(nèi)部的大量熔巖物質(zhì)蘊(yùn)含著巨大的能量,所以干熱巖是一種極為豐富的地?zé)豳Y源,不過這種巖石通常深藏于地球的內(nèi)部,只要少部分位于地表之下10公里以內(nèi),可即便如此,其熱能總量仍然是十分驚人的。目前已探明的地表之下10公里以內(nèi)的干熱巖熱能資源,相當(dāng)于地球上煤炭熱能總量的2萬倍以上。干熱巖除了儲(chǔ)量豐富,更具備多重優(yōu)勢(shì),與傳統(tǒng)的煤炭石油相比,干熱巖無疑是一種清潔能源,而與水能、風(fēng)能等清潔能源相比,干熱巖的持續(xù)性和穩(wěn)定性又十分優(yōu)秀。
我國(guó)干熱巖資源豐富,“十二五”完成的我國(guó)新一輪地?zé)豳Y源調(diào)查評(píng)價(jià)的干熱巖資源量占全國(guó)地?zé)豳Y源總量的98%以上,而且不像常規(guī)高溫水熱型地?zé)豳Y源那樣受全球性火山地震地?zé)釒?/a>的限制,只是EGS(增強(qiáng)地?zé)嵯到y(tǒng)/工程地?zé)嵯到y(tǒng))開發(fā)技術(shù)難度較大,仍是世界前瞻性的地?zé)?/a>前沿研究課題。2013年以來,中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局與青海省聯(lián)合推進(jìn)青海重點(diǎn)地區(qū)干熱巖型地?zé)崮?/a>勘查,在青海共和盆地中北部鉆成了井深2230m、井底溫度達(dá)153℃的干熱巖井,對(duì)干熱巖地?zé)衢_發(fā)進(jìn)行了探索試驗(yàn)。2017年中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局在青海省共和盆地的鉆井在3705米深度測(cè)得236 ℃高溫。
在2019年的時(shí)候,河北省煤田地質(zhì)局在唐山海港經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)鉆獲了京津冀地區(qū)埋藏最淺的干熱巖,其埋藏深度大概在地表之下4000米到4500米的區(qū)域之中,總面積超過了195平方公里。2019年6月30日,環(huán)渤海干熱巖地?zé)豳Y源勘查工作階段成果發(fā)布會(huì)在石家莊舉行,會(huì)上公布了馬頭營(yíng)凸起區(qū)干熱巖項(xiàng)目最新的勘查成果,干熱巖科學(xué)探測(cè)孔在3965米深處鉆獲了溫度150℃的干熱巖,是目前京津冀地區(qū)鉆獲埋藏最淺的干熱巖資源。在2021年6月,唐山市馬頭營(yíng)凸起區(qū)干熱巖開發(fā)示范項(xiàng)目終于實(shí)現(xiàn)了干熱巖試驗(yàn)性發(fā)電。這是我國(guó)首次實(shí)現(xiàn)干熱巖試驗(yàn)性發(fā)電,為干熱巖這一清潔能源的開發(fā)利用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)(EGS)是在干熱巖技術(shù)基礎(chǔ)上提出的,美國(guó)能源部的定義是人工形成地?zé)醿?chǔ)層的方法,從低滲透性巖體中經(jīng)濟(jì)地采出深層熱能的人工地?zé)?/a>系統(tǒng),如圖所示。
干熱巖發(fā)電,具有巨大的開發(fā)潛力,但在綜合利用方面還面臨很多瓶頸,如資源靶區(qū)定位技術(shù)、人工壓裂、微地震、示蹤等監(jiān)控監(jiān)測(cè)技術(shù)、資源評(píng)價(jià)方法、地?zé)岬刭|(zhì)模型、地下高溫巖體多場(chǎng)耦合過程、地?zé)?/a>介質(zhì)的換熱特性機(jī)制、能源轉(zhuǎn)換效率評(píng)價(jià)、發(fā)電系統(tǒng)高效利用、示范試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)建立等。目前干熱巖發(fā)電多處于試驗(yàn)性階段,不過它的發(fā)展前景是非常廣闊的,如果未來能夠成為一種主要的發(fā)電模式,那么無論是在能源獲取,還是在環(huán)境保護(hù)方面,都具有重要的意義。
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