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    1. 干熱巖開發,能否改寫傳統能源版圖?

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      干熱巖開發,能否改寫傳統能源版圖?

      編輯:KYJC ????????來源:國土資源部門戶網站????????時間:2017-03-22

        隨著我國經濟的持續增長,對能源的需求量越來越大。煤、石油、天然氣等常規能源不但面臨剩余儲量不斷減少、嚴重枯竭等問題,還存在環境污染的問題。因而,大力發展新能源勢在必行。專家認為,地熱資源已成為新能源中的佼佼者,而干熱巖又是其中最具應用價值和利用潛力的清潔能源。

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      干熱巖資源何處有

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        全球的干熱巖主要分布在美國墨西哥灣、南美太平洋沿岸國家、朝鮮半島、日本北海道,菲律賓、印度、新西蘭、南澳大利亞的部分地區,冰島等歐洲西北部和俄羅斯遠東地區等。全球干熱巖地熱資源量巨大,比蒸汽型、熱水型和地壓型地熱資源量大得多,比煤炭、石油、天然氣的熱能總和還要大。

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        根據我國區域地質背景,高熱流區均處于板塊構造帶或構造活動帶,我國西南部的地熱活動具有南強北弱、西強東弱的規律,東部區的地熱活動呈東強西弱之勢。在滇藏、東南沿海、京津冀、環渤海等地區分布有較大范圍的火山巖體,說明我國具備干熱巖地熱資源形成的區域構造條件。據調查,我國干熱巖主要分布在3個區域:沉積盆地區(東北、華北和蘇中)、近代火山活動地區(包括吉林長白山、山東蓬萊、海南瓊北、臺灣基隆、黑龍江五大連池、云南騰沖、新疆南部和青藏高原西南部等)和高熱流花崗巖地區(福建、廣東、廣西)。我國干熱巖所儲存的熱能約為已探明地熱資源總量的30%。

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        目前,人們對干熱巖的開發利用,主要是發電。利用干熱巖發電技術可大幅降低溫室效應和酸雨對環境的影響,且不受季節、氣候制約。因為干熱巖發電既不像火電那樣向大氣排放大量的二氧化碳等溫室氣體、粉塵等氣溶膠顆粒物,也不像水電那樣因水壩的修建而破壞局部乃至整個河流的生態系統以及在水電廠周圍引起各種程度不一的環境地質災害,所以干熱巖發電幾乎完全擺脫了外界的干擾。

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        同時,干熱巖因其得天獨厚的較高溫度,一旦成功開采出來,將是冬季供暖的良好熱源。干熱巖供暖技術具有普遍適用性、綠色環保、運行成本低、安全可靠等優點。

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      美、日等國先到一步

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        目前,全世界有120多個國家在開發利用地熱資源,其中比較典型的有美國、日本、澳大利亞等。2001年,美國能源部開始實施“增強地熱系統”干熱巖開發試驗計劃,預期在2030年實現干熱巖地熱發電的商業化運營,到2050年干熱巖地熱發電量計劃超過10×104兆瓦。2003年,澳大利亞在庫珀盆地開展了干熱巖地熱開發利用試驗項目,該盆地的熱能儲量高達500億桶油當量,井深4500米處干熱巖溫度高達270攝氏度,并進行了水循環與發電試驗。歐洲也在大力開展干熱巖地熱開發技術研究,如德國在法爾肯貝格對巖石的裂隙、壓裂產生裂隙的機制以及水在這些裂隙中的運移機理進行了研究。

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        我國對地熱的開發利用仍處于初級階段,主要集中在中低溫熱資源的研究和利用方面;對干熱巖地熱資源的開發研究尚處于起步階段,在部分地區進行了干熱巖地熱資源調查,僅少數科研單位開展了初步理論研究。我國對干熱巖的接觸始于上世紀90年代,中國國家地震局地殼應力研究所和日本中央電力研究所在北京房山區合作進行了干熱巖發電研究試驗工作。

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        2012年,我國啟動了“863”計劃項目“干熱巖熱能開發與綜合利用關鍵技術研究”。2013年,國土資源部在青海共和盆地中北部鉆成井深2230米、井底溫度達153℃的干熱巖井,對干熱巖地熱開發進行了探索試驗。

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        此后,中國地質調查局地熱資源調查研究中心編制了《全國干熱巖勘查與開發示范實施方案》,計劃在掌握全國干熱巖資源與潛力的基礎上,找出優先開發靶區,建立干熱巖勘查示范基地,形成我國干熱巖勘查開發關鍵技術體系,推進我國干熱巖技術商業化。

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      前景廣闊但尚待時日

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        我國政府相關部門都出臺了一系列政策措施支持干熱巖開發利用。其中,最近出臺的《地熱能開發利用“十三五”規劃》明確提出,在“十三五”時期,開展干熱巖開發試驗工作,建設干熱巖示范項目,通過示范項目的建設,突破干熱巖資源潛力評價與鉆探靶區優選、干熱巖開發鉆井工程關鍵技術以及干熱巖儲層高效取熱等關鍵技術,突破干熱巖開發與利用的技術瓶頸;開展萬米以淺地熱資源勘查開發工作,積極開展干熱巖發電試驗,在藏南、川西、滇西、福建、華北平原、長白山等資源豐富地區選點,通過建立2個~3個干熱巖勘查開發示范基地,形成技術序列,孵化相關企業,積累建設經驗,在條件成熟后進行推廣。

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        截至目前,我國已初步篩選出干熱巖勘查開發的幾大重點區域:東南沿海地區、藏南地區、大同盆地、松遼平原、環渤海地區、長白山地區、五大連池地區、雷州半島地區、瓊北、川西、滇西、華北平原、蘇北盆地、關中盆地、塔里木盆地、柴達木盆地、準噶爾盆地、阿爾山地區、塔什庫爾干地區。國內部分省市對干熱巖的開發利用也表現出了興趣,如山東、青海、廣東等省在該領域都已經有了投入。

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        有關專家表示,在干熱巖開發利用方面,我國現在面對的是一片空白,所知甚少,實際操作中如何壓裂、如何保證裂隙連通、如何保證流量填充、如何實現可持續,都是必須解決的技術難題。

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        值得欣慰的是,2013年底成立的中國地調局地熱資源調查研究中心為示范工程的開展提供了堅實的團隊支撐。該中心將作為一個平臺,集聚各方人才和力量,共同開展我國地熱勘查開發利用研究。其中,一個團隊是干熱巖資源研究團隊,主要開展地殼熱結構、盆地熱演化、高溫地熱資源形成機理等研究。他們將完成我國干熱巖資源潛力調查評價與研究基地建設的調查計劃,并開展干熱巖資源科學開發利用與試驗研究,建設干熱巖壓裂和熱交換模擬系統,并將其作為未來申報國家重點實驗室或國家工程中心的一項重點內容。

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        干熱巖開發利用,需要借助大量水循環,每次提取地熱資源時,都要給地下巖石水庫注水,在循環過程中還要對流失的水不斷進行補充。因此,充足的水源供應是開發利用熱干巖的一項重要條件。當然,目前也有專家正在研究用超臨界的二氧化碳作為循環液。這種方法可以避免水溶液注入可能產生的一系列問題,同時實現二氧化碳的資源化。不過,這項研究才剛剛起步,仍面臨不少技術難題。

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        他山之石,可以攻玉。我們通過同國外公司合作,不斷積累,一旦有了自主創新的成果,我們就有可能做得比他們更好。此外,干熱巖在社會民眾層面的認知度并不高,還需要輔助更多的宣傳,以取得民眾的理解和支持,便于更好地開展工作,進一步推動國家能源可持續發展戰略。

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        近年來,我國將綠色發展提升到前所未有的高度。干熱巖作為最具應用價值和利用潛力的清潔能源,必將在優化能源結構,防治大氣污染,改善人民生活,促進經濟社會生態環境科學、協調發展等方面發揮更加重要的作用。盡管目前我國干熱巖開發還處于起步階段,技術基礎和理論尚未突破,面臨的困難也很多,但只要我們加大理論研究和技術攻關,積極開展示范工程,終將形成我國干熱巖地熱開發自主化技術體系,并實現大規模高效利用。(吳啟華)

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        展會背景:中國國際礦業大會(CHINA?MINING)

        中國國際礦業大會作為全球礦業高峰論壇暨展覽會,是世界頂級礦業盛會之一,是全球最大的礦產勘探、開發交易平臺之一,涵蓋了地質勘查、勘探開發、礦權交易、礦業投融資、冶煉與加工、技術與設備、礦業服務等整個產業鏈,為國內外礦業企業創造交流機會、加強相互合作起到了積極的推進作用。

        2017(第十九屆)中國國際礦業大會將于2017年9月23-25日在天津市區的梅江會展中心舉行。(www.yanglalah.com)

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