今年上半年，國內(nèi)干熱巖勘查在青海共和盆地取得重大突破，首次鉆獲溫度超過200攝氏度的高溫優(yōu)質(zhì)干熱巖體。業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，干熱巖作為清潔能源，資源儲(chǔ)量巨大且可再生，未來或有望參與推進(jìn)國家能源結(jié)構(gòu)調(diào)整。但是目前干熱巖在后期的開發(fā)利用上存在極大技術(shù)瓶頸，建議匯聚多方力量，集中攻破技術(shù)難關(guān)，并探索在共和盆地推進(jìn)建設(shè)國家干熱巖開發(fā)示范基地。
國內(nèi)首次鉆獲高溫優(yōu)質(zhì)干熱巖
“地球是一個(gè)龐大的熱庫，內(nèi)部蘊(yùn)藏著巨大的熱能，我們稱之為地?zé)豳Y源，它與太陽能、風(fēng)能、潮汐能等都是可再生的清潔能源?！鼻嗪Ｊ临Y源廳地質(zhì)環(huán)境處處長嚴(yán)維德說，而干熱巖就是地?zé)豳Y源中最為重要的一種。
干熱巖通常埋藏在地下3000米至1萬米深度范圍內(nèi)，溫度在150攝氏度以上，是沒有水或蒸汽、致密不滲透的熱巖體。作為一種可用于高溫發(fā)電的清潔能源，干熱巖具有資源量大、零污染排放、安全性好、熱能連續(xù)性不受季節(jié)制約、利用率高、成本低等特點(diǎn)。
2011年以來，“在深入研究已有地質(zhì)資料基礎(chǔ)上，我們采用紅外遙感、地球物理、地球化學(xué)等多種勘查技術(shù)手段，經(jīng)過詳細(xì)論證后，確定共和盆地中北部為干熱巖尋找靶區(qū)，同時(shí)確定干熱巖勘探井位?！眹?yán)維德說。
2013年6月，勘探井深孔正式開鉆，2014年4月，在共和盆地地下2230米處首次鉆獲溫度達(dá)153攝氏度的干熱巖。今年上半年，青海省水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查院再次在地下3705米深處鉆獲溫度達(dá)到236攝氏度以上的干熱巖，刷新了探獲干熱巖溫度的新紀(jì)錄。
“干熱巖主要被用來提取其內(nèi)部的熱量，因此其主要的工業(yè)指標(biāo)是巖體內(nèi)部的溫度，溫度超過200攝氏度即屬優(yōu)質(zhì)干熱巖?！鼻嗪Ｊ」埠涂h恰卜恰鎮(zhèn)干熱巖勘查項(xiàng)目負(fù)責(zé)人張盛生表示，除溫度高之外，共和盆地的干熱巖資源還有埋藏淺、分布廣的特點(diǎn)。
今年8月下旬，青海省國土資源廳和中國地質(zhì)調(diào)查局水環(huán)部組織院士專家對青海共和盆地干熱巖勘查成果進(jìn)行評(píng)審。專家組認(rèn)為，這是我國首次發(fā)現(xiàn)溫度超過200攝氏度的大規(guī)?？衫玫母邷貎?yōu)質(zhì)干熱巖資源，是我國在能源領(lǐng)域和地?zé)峥辈榉矫嫒〉玫闹卮笸黄啤?/p>
未來有望推進(jìn)國家能源結(jié)構(gòu)調(diào)整
張盛生表示，就現(xiàn)階段而言，干熱巖資源是指埋深較淺、溫度較高、有開發(fā)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的熱巖體，保守估計(jì)地殼中3000米到1萬米深處干熱巖所蘊(yùn)含的能量相當(dāng)于全球所有石油、天然氣和煤炭所蘊(yùn)藏能量的30倍。
“青藏高原在隆升過程中形成了一系列地?zé)豳Y源，從干熱巖地?zé)豳Y源區(qū)域分布看，青藏高原占我國大陸地區(qū)干熱巖總資源量的20.5%，資源量巨大且溫度較高。”青海省水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查院總工程師郭宏業(yè)說。
“我們通過2013年至2017年實(shí)施的4眼干熱巖勘查孔查明，共和盆地?fù)碛?30平方公里干熱巖分布區(qū)，現(xiàn)在已查明在其2.1公里至6公里深度區(qū)間內(nèi)，干熱巖儲(chǔ)量換算標(biāo)準(zhǔn)煤為近45億噸?！睆埵⑸f，另外根據(jù)地球物理勘探資料及地面調(diào)查情況推測，共和盆地及其周邊，干熱巖前景區(qū)面積達(dá)3092.89平方公里。
“干熱巖資源在全球范圍內(nèi)的分布很普遍，青海共和盆地的干熱巖資源，無論儲(chǔ)量還是質(zhì)量，都在全球已勘查范圍內(nèi)比較靠前?！眹?yán)維德說。
據(jù)了解，近40年來，世界主要國家開展了一系列干熱巖的研究開發(fā)項(xiàng)目，其中最為成功的是在法國Soultz建立的電廠，為世界第一個(gè)將干熱巖用于發(fā)電的項(xiàng)目，證實(shí)了干熱巖有望成為一種可持續(xù)、可再生和清潔的發(fā)電資源。
“干熱巖地?zé)衢_發(fā)系統(tǒng)是安全的，沒有爆炸危險(xiǎn)，更不會(huì)引起災(zāi)難性事故或傷害性污染。”張盛生說，干熱巖地?zé)豳Y源在利用過程中沒有二氧化碳、硫氧化物、氮氧化物等廢氣排放，也沒有其他流體或固體廢棄物，可以維持對環(huán)境最低水平的影響。
嚴(yán)維德表示，一旦通過3至5年時(shí)間查明干熱巖資源，突破開發(fā)利用的核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?，不僅對國家進(jìn)一步優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、降低碳排放及能源保障具有重要的戰(zhàn)略意義，而且使青海省能源體系產(chǎn)生巨大轉(zhuǎn)變，將彌補(bǔ)省內(nèi)化石能源的不足，對經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生巨大的效益。
多措并舉推進(jìn)干熱巖開發(fā)進(jìn)程
國內(nèi)干熱巖勘查雖然在青海共和盆地取得了階段性成果，并且開發(fā)利用前景廣闊，但是仍然存在譬如技術(shù)攻關(guān)、人才緊缺、資金緊張等不容忽視的難題，業(yè)內(nèi)專家建議集中多方人才力量，突破技術(shù)難關(guān)，并探索在共和盆地建立國家干熱巖開發(fā)示范基地。
郭宏業(yè)介紹，干熱巖開發(fā)主要是應(yīng)用增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)，即將水通過井注入到人工產(chǎn)生的、張開的連通裂隙帶中，水與巖體接觸被加熱，然后通過生產(chǎn)井返回地面，形成一個(gè)閉式回路，以提取熱能。而最大的技術(shù)難關(guān)在于如何在致密巖體中打通定向的裂隙。
“英、美、法、日等國家20世紀(jì)80年代都已將干熱巖勘查開發(fā)列上日程，在實(shí)驗(yàn)性、小規(guī)模開發(fā)技術(shù)也取得了一些突破，但在儲(chǔ)藏建造、壓裂技術(shù)、鉆井工藝方面同樣面臨技術(shù)難關(guān)，如果我們能夠率先突破，那么中國在世界能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和碳排放上就能多一些話語權(quán)。”嚴(yán)維德說。
“在人才方面，青海省目前現(xiàn)有的技術(shù)力量來看，只有水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查院等兩支隊(duì)伍，且偏重于資源儲(chǔ)量勘查，技術(shù)開發(fā)人才稀缺?！眹?yán)維德說，希望能夠集中國土資源部、國家地調(diào)局、科技部、專業(yè)院校等科研機(jī)構(gòu)的精英，到青海一起搞研究，以便能夠順利突破技術(shù)難題。
“干熱巖埋藏很深，在4000至6000米范圍內(nèi)，這種條件下無論是查明資源儲(chǔ)量還是攻關(guān)核心技術(shù)，都需要大量資金投入。”嚴(yán)維德說，目前在共和盆地，勘查干熱巖主要是青海省財(cái)政投資，但是省財(cái)政有限，很難維持今后的持續(xù)性開發(fā)，因此建議國家設(shè)立專項(xiàng)資金，加入資金投入。
此次共和盆地干熱巖勘查取得突破，是國家推進(jìn)干熱巖開發(fā)的最好契機(jī)。業(yè)內(nèi)專家建議，國家應(yīng)加強(qiáng)共和盆地干熱巖勘查及開發(fā)利用研究，盡快申請共和盆地干熱巖勘查開發(fā)國家示范基地建設(shè)，促進(jìn)共和盆地干熱巖資源勘查及開發(fā)進(jìn)程。
