廣東省地?zé)?/a>的開(kāi)發(fā)利用一直走在全國(guó)的前列。1970年,廣東豐順第一臺(tái)86 kW試驗(yàn)機(jī)組發(fā)電成功, 1982年,在廣東省科委和電力局的支持下,中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所等單位再建了一臺(tái)300 kW機(jī)組(3號(hào)機(jī)), 1984年電站移交豐順當(dāng)?shù)仉娏Σ块T(mén)[1]。發(fā)電站目前仍能正常運(yùn)轉(zhuǎn),這是我國(guó)第一座地?zé)?/a>試驗(yàn)發(fā)電站。

 

  2008年3月,美國(guó)麻省理工學(xué)院提交了一份名為5地?zé)豳Y源的將來(lái)6的研究報(bào)告,這份歷時(shí)3年完成的研究報(bào)告驚動(dòng)了美國(guó)能源部。報(bào)告提出,到2050年,通過(guò)增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)可以提供1億kW的基礎(chǔ)發(fā)電容量,這相當(dāng)于美國(guó)目前年用電量的10%[3]。增強(qiáng)型地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)由兩個(gè)子系統(tǒng)組成:第一個(gè)子系統(tǒng)是地下熱儲(chǔ)層的開(kāi)發(fā)建造,即從地下深埋的巖石獲取地?zé)?/a>,通過(guò)注水井用冷水加壓致裂方法建立高滲透性的裂隙體系(人工熱儲(chǔ)),冷水流過(guò)熱儲(chǔ)層,滲進(jìn)巖石的縫隙吸收熱量,再通過(guò)生產(chǎn)井水或蒸汽抽出地面;第二個(gè)子系統(tǒng)是熱水或蒸汽采出后進(jìn)入地面發(fā)電供熱系統(tǒng),即將高溫水或蒸汽帶動(dòng)渦輪機(jī)發(fā)電,而冷卻后的水則被再次注入地下熱交換系統(tǒng)循環(huán)使用。因此,增強(qiáng)型地?zé)岚l(fā)電整個(gè)換熱過(guò)程是在一個(gè)封閉的系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行。

 

  本文通過(guò)對(duì)增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)技術(shù)、地面以上發(fā)電技術(shù)、廣東省地?zé)豳Y源情況進(jìn)行介紹,分析廣東省發(fā)展增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)技術(shù)發(fā)電的前景。

 

  增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)技術(shù)的重點(diǎn)和難點(diǎn)在電站的地下部分,包括地?zé)豳Y源勘查、鉆井、壓裂、注水等技術(shù),地面上的發(fā)電技術(shù)與原有傳統(tǒng)地?zé)岚l(fā)電技術(shù)基本相同。

 

  (1)勘 查.

 

  建立增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)的第一步是進(jìn)行勘探,以鑒別和確定最適宜的開(kāi)發(fā)區(qū)塊。然后進(jìn)行足夠深度的孔鉆,達(dá)到可利用的巖體溫度,進(jìn)一步核實(shí)和量化特定的資源及相應(yīng)的開(kāi)發(fā)深度。資源勘查的確定性是項(xiàng)目成敗的關(guān)鍵。我國(guó)已建立了一套比較完整的地?zé)峥碧?/a>技術(shù)和評(píng)價(jià)方法,具備了大規(guī)模開(kāi)發(fā)地?zé)?/a>的能力,還頒布了國(guó)標(biāo)、部標(biāo)等技術(shù)規(guī)范。

  鉆井技術(shù)相對(duì)成熟,國(guó)內(nèi)石油勘探行業(yè)的地質(zhì)勘探公司,有豐富地質(zhì)鉆井經(jīng)驗(yàn),其鉆井技術(shù)接近國(guó)際先進(jìn)水平。一般情況下,鉆4000 m的深井,上井口直徑為0. 5 m,底部直徑為0. 216 m。

 

  中間每1000 m井口直徑依次縮小。井壁用無(wú)縫鋼管密封。鉆井時(shí)間可長(zhǎng)可短,國(guó)內(nèi)鉆4000 m深井約需一到一年半時(shí)間。

 

  (3)壓 裂.

 

  待兩口井鉆探工作結(jié)束后,向井內(nèi)注入壓力液,并施以約200個(gè)大氣壓的壓力,將壓力液壓入巖石細(xì)小縫隙中,壓力液中含有細(xì)小膠體可支撐裂隙,不讓已張開(kāi)裂縫閉合,待兩口井裂隙有一定數(shù)量的交叉后,便形成人工換熱系統(tǒng)的通路。壓裂的縫隙越多越分散,越有利于流體的熱交換。

 

  壓裂工作質(zhì)量是影響增強(qiáng)型地?zé)犭娬?/a>裝機(jī)容量的關(guān)鍵,目前技術(shù)上也基本成熟。

  電站最終的裝機(jī)規(guī)模受蒸汽的流量和溫度影響最大,與鉆井的直徑關(guān)系較小,待增強(qiáng)型地?zé)犭娬?/a>實(shí)現(xiàn)商業(yè)化后單個(gè)電站容量可達(dá)20MW,屆時(shí)將會(huì)有幾組注水井和生產(chǎn)井同時(shí)為發(fā)電機(jī)組供應(yīng)蒸汽。