北極星火力發(fā)電網(wǎng)訊:全球能源轉(zhuǎn)型，正值其時(shí)。自20世紀(jì)70年代美國(guó)洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室提出干熱巖地?zé)崮?/a>概念以來(lái)，干熱巖地?zé)崮茏鳛橐环N新興的地?zé)崮茉?，受到了世界各?guó)的高度重視。目前，正值能源低碳轉(zhuǎn)型關(guān)鍵期的中國(guó)，也開(kāi)啟了對(duì)這種綠色、清潔、高效能源品種的戰(zhàn)略性布局。

（來(lái)源：微信公眾號(hào)“國(guó)家能源報(bào)道”ID：gjnybd 作者：鄒春蕾）

據(jù)青海省自然資源廳透露，共和盆地干熱巖勘查與試驗(yàn)性開(kāi)發(fā)科技攻堅(jiān)現(xiàn)場(chǎng)啟動(dòng)大會(huì)將于近日召開(kāi)，這意味著我國(guó)首個(gè)干熱巖開(kāi)發(fā)示范工程即將落戶青海。

近年來(lái)，地?zé)豳Y源化身地?zé)崮?，從地?zé)嶂苯永棉D(zhuǎn)向能源化利用。其中，干熱巖地?zé)岬責(zé)崮芫哂心芰看?、分布廣、利用率極高、安全性好、無(wú)污染、可實(shí)現(xiàn)綜合梯級(jí)利用等特點(diǎn)，被認(rèn)為是地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)的未來(lái)，面向未來(lái)的戰(zhàn)略型能源。

從水熱型走向干熱巖型

近年來(lái)，基于對(duì)氣候環(huán)境的高度關(guān)注，世界各國(guó)紛紛制定各自的能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略。在諸多清潔環(huán)保的能源種類中，地?zé)崮芤詷O高的清潔性、運(yùn)行穩(wěn)定性和空間分布廣泛性脫穎而出，受到重點(diǎn)研究和開(kāi)發(fā)。

地?zé)豳Y源若按其產(chǎn)出條件，可分為水熱型和干熱巖型。當(dāng)前，水熱型地?zé)崾鞘澜绺鲊?guó)主要開(kāi)采和利用的對(duì)象，在溫室栽培、水產(chǎn)養(yǎng)殖、溫泉洗浴、供暖制冷等領(lǐng)域大放異彩。未來(lái)，全球?qū)Φ責(zé)豳Y源的開(kāi)發(fā)將從直接利用向能源化利用轉(zhuǎn)變，將地?zé)嵊糜诎l(fā)電就是實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變的載體。

與風(fēng)電、太陽(yáng)能等可再生能源相比，地?zé)岚l(fā)電不存在波動(dòng)性和間歇性，可以作為基礎(chǔ)載荷，保持電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。不過(guò)，淺層地?zé)嵋驕囟认拗疲瑹o(wú)法滿足發(fā)電的需要；中高溫地?zé)嵋蛞?guī)模限制，尚不能扛起可再生能源發(fā)電的大旗。而資源量更加豐富、溫度更高的干熱巖，可以在發(fā)電的同時(shí)實(shí)現(xiàn)能源綜合利用，被認(rèn)為是地?zé)崮馨l(fā)展的未來(lái)。

干熱巖是地球給予人類的饋贈(zèng)，其本質(zhì)是地核所形成的熾熱熔漿散發(fā)出熱量，向上傳導(dǎo)穿過(guò)地幔接近地殼，而地殼不含水巖層或者流體極少的巖石層就會(huì)獲得高溫能量，從而形成干熱巖。為統(tǒng)一理解，學(xué)術(shù)界將干熱巖定義為一種不含水或蒸氣、埋深為3~10千米、溫度為150~650攝氏度的致密熱巖體。從理論上說(shuō)，地球的任何地區(qū)，只要達(dá)到一定深度都可以開(kāi)發(fā)出干熱巖，干熱巖也因此被稱為無(wú)處不在的資源。根據(jù)公開(kāi)的數(shù)據(jù)顯示，保守估計(jì)地殼中干熱巖所蘊(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，干熱巖開(kāi)發(fā)利用潛力可見(jiàn)一斑。

“從能源角度看，地?zé)崮芫哂蟹€(wěn)定（不受季節(jié)和晝夜變化的影響）、效率高、安全、運(yùn)行成本低、可綜合利用等優(yōu)勢(shì)，且不依賴于外來(lái)運(yùn)輸通道，可本地化利用，不受配電網(wǎng)制約。從發(fā)展的角度看，從水熱型逐漸走向干熱巖型，是地?zé)崮茉窗l(fā)展的必由之路?！北笨厍鍧嵞茉醇瘓F(tuán)西藏事業(yè)部總經(jīng)理?xiàng)钜⒃诮邮苡浾卟稍L時(shí)表示，干熱巖技術(shù)體系涉及鉆探、回灌、發(fā)電、梯次利用，是多重技術(shù)的孵化與整合，是水熱型地?zé)岚l(fā)電的技術(shù)升級(jí)與延伸。干熱巖地?zé)崮芙鉀Q的是世界未來(lái)能源的挑戰(zhàn)，是解決我國(guó)發(fā)展能源自主的重要方向。其作為一種戰(zhàn)略型能源，將在保障能源安全，推動(dòng)綠色清潔能源替代，提升能源效率和經(jīng)濟(jì)性等方面具有深遠(yuǎn)意義。

尚難走入商業(yè)化階段

基于開(kāi)發(fā)干熱巖的戰(zhàn)略性認(rèn)知，20世紀(jì)70年代，美國(guó)開(kāi)始研究通過(guò)增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)來(lái)提取地球內(nèi)部的熱量，進(jìn)行干熱巖發(fā)電。英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、瑞士、日本、澳大利亞等國(guó)家緊跟其后，均開(kāi)展了大量的干熱巖研究與試驗(yàn)開(kāi)發(fā)。

“從上世紀(jì)70年代美國(guó)在芬頓山開(kāi)始第一次干熱巖開(kāi)發(fā)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，到現(xiàn)在已經(jīng)近50年的時(shí)間?？梢哉f(shuō)，40多年的研究開(kāi)發(fā)所得無(wú)幾，世界干熱巖開(kāi)發(fā)總體上仍然處于試驗(yàn)和示范階段，還沒(méi)有走入商業(yè)化階段?！敝袊?guó)工程院院士汪集旸表示，雖然世界各國(guó)熱捧干熱巖，但其在全球仍處于起步階段。

汪集旸認(rèn)為，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)對(duì)干熱巖的研究起步較晚，現(xiàn)階段需要回答好三方面問(wèn)題：我國(guó)干熱巖該怎么搞，切入點(diǎn)在哪？干熱巖到哪兒去找，怎么找？如何開(kāi)發(fā)利用？

作為一種技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，切入點(diǎn)自然是科技。2012年，科技部啟動(dòng)高新科技863項(xiàng)目“干熱巖熱能開(kāi)發(fā)與綜合利用關(guān)鍵技術(shù)研究”，開(kāi)啟了我國(guó)專門針對(duì)干熱巖工程的研究。2017年，該項(xiàng)目通過(guò)驗(yàn)收。該項(xiàng)目開(kāi)展了干熱巖靶區(qū)定位技術(shù)與工程測(cè)試技術(shù)研究，建立了干熱巖開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)?zāi)M平臺(tái)，開(kāi)發(fā)了模擬干熱巖應(yīng)用條件的3種防腐防垢工藝及涂層材料，為我國(guó)干熱巖資源開(kāi)發(fā)利用提供了理論依據(jù)和關(guān)鍵技術(shù)支撐。

開(kāi)展資源普查和靶區(qū)優(yōu)選則回答了第二方面的問(wèn)題。2014年，國(guó)土資源系統(tǒng)分別在青海、西藏、四川、福建、廣東、湖南、松遼盆地、海南等高熱流區(qū)域進(jìn)行了干熱巖資源地質(zhì)勘查，并在青海貴德和共和、山東利津、廣東惠州、四川康定等地相繼開(kāi)展干熱巖初步鉆探。2014年４月，青海省水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查院經(jīng)過(guò)2年試鉆探，最終在青海省海南藏族自治州共和盆地2230米深度處鉆遇153攝氏度干熱巖；同年６月，在2735米深度處成功鉆獲168攝氏度以上的干熱巖；10月，青海省共和縣在2886米深度鉆獲181攝氏度的干熱巖。2015年５月21日，由中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局組織實(shí)施的首個(gè)干熱巖科學(xué)鉆探深井在福建省漳州龍海市東泗鄉(xiāng)清泉林場(chǎng)開(kāi)鉆，鉆探深度達(dá)4000米，標(biāo)志著我國(guó)干熱巖勘查開(kāi)發(fā)進(jìn)入實(shí)踐探索階段。

“關(guān)于如何開(kāi)發(fā)利用，目前普遍存在兩個(gè)誤區(qū)：一是不管開(kāi)發(fā)出來(lái)的熱水溫度多高、流量多大，只要是在干熱巖里開(kāi)發(fā)出來(lái)的都算；二是不計(jì)成本，為開(kāi)發(fā)干熱巖而開(kāi)發(fā)。”汪集旸表示，干熱巖的開(kāi)發(fā)利用在國(guó)際上是有界定的。第一，溫度必須大于200攝氏度；第二，流量必須大于80千克/秒，即288噸/小時(shí)、6912噸/天。

楊耀廷則透露，目前出現(xiàn)了借干熱巖概念推廣地?zé)嵩礋岜玫默F(xiàn)象。地?zé)嵩礋岜门c干熱巖是兩碼事。熱泵其實(shí)是淺層地源熱泵的升級(jí)版，而干熱巖相對(duì)具有廣泛的戰(zhàn)略意義，是目前各國(guó)科研的主要方向。若刻意透支干熱巖概念，恐怕會(huì)對(duì)我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來(lái)諸多副作用。

發(fā)展方向?yàn)榫C合與梯級(jí)利用

“到目前為止，國(guó)外已經(jīng)建立了試驗(yàn)性質(zhì)的增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)工程31項(xiàng)，累積發(fā)電能力約12兆瓦。法、德、英等國(guó)聯(lián)合開(kāi)發(fā)的蘇茨干熱巖項(xiàng)目是目前運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)的示范工程，經(jīng)過(guò)30余年的發(fā)展，當(dāng)前裝機(jī)1.5兆瓦，且處于間歇運(yùn)行狀態(tài)，主要考察系統(tǒng)運(yùn)行的長(zhǎng)期穩(wěn)定性?！蓖艏瘯D指出，當(dāng)前全球?qū)τ诟蔁釒r的開(kāi)發(fā)利用進(jìn)展并不順利，干熱巖地?zé)崮苓M(jìn)入商業(yè)運(yùn)營(yíng)階段還需要走很長(zhǎng)一段時(shí)間。

放諸中國(guó)，隨著干熱巖開(kāi)發(fā)工作的深入，越來(lái)越多的問(wèn)題亟待找到解決方案。一方面是地?zé)崮苄袠I(yè)遇到的共性問(wèn)題。例如，在管理機(jī)制方面，地?zé)衢_(kāi)發(fā)涉及自然資源、發(fā)展改革、能源、水利等多部門，九龍治水，難免出現(xiàn)職責(zé)不清等現(xiàn)象，增加了地?zé)犴?xiàng)目的審批難度和成本。

另外，地?zé)崮苄杼崆凹{入城市發(fā)展規(guī)劃當(dāng)中，在城市新區(qū)采取規(guī)劃優(yōu)先、產(chǎn)業(yè)配套的模式。

在礦業(yè)規(guī)劃上，宜采取優(yōu)先申請(qǐng)、掛牌獲取、到期回收的方式。楊耀廷建議：“在礦權(quán)的獲取上，強(qiáng)調(diào)公平公正公開(kāi)，并允許一定程度的轉(zhuǎn)讓，形成市場(chǎng)，讓不同的玩家進(jìn)場(chǎng)。而在礦權(quán)審批方面，也應(yīng)設(shè)定一定的門檻，對(duì)于圈而不建、不持續(xù)性投入等情況，要設(shè)置一定的退出機(jī)制?！?/p>

另一方面，是干熱巖地?zé)崮茏陨砻媾R的掣肘。首先，干熱巖地?zé)崮艿臐摿υu(píng)價(jià)和資源量評(píng)估、靶區(qū)定位等關(guān)乎我國(guó)干熱巖勘查工作怎么開(kāi)展等一系列問(wèn)題。經(jīng)過(guò)近幾年的努力，我國(guó)初步建立了干熱巖靶區(qū)優(yōu)選技術(shù)體系，圈定了干熱巖勘查開(kāi)發(fā)靶區(qū)，揭示了我國(guó)干熱巖分布規(guī)律及其成因機(jī)制，形成了干熱巖資源評(píng)價(jià)技術(shù)方法，填補(bǔ)了我國(guó)在干熱巖勘查領(lǐng)域的空白。但整體而言，在干熱巖的成因、分布、勘探、評(píng)價(jià)、選區(qū)、開(kāi)發(fā)、綜合利用等方面的研究還較為薄弱。接下來(lái)，這項(xiàng)工作需要更加深入、廣泛開(kāi)展，合理劃分干熱巖地?zé)崮艿倪h(yuǎn)景區(qū)、有利區(qū)、目標(biāo)區(qū)和開(kāi)采區(qū)，進(jìn)行地?zé)崮苜Y源量評(píng)估和綜合評(píng)價(jià)，并在干熱巖地?zé)崮艿脑杏h(huán)境、熱構(gòu)造系統(tǒng)、分布規(guī)律、形成機(jī)理、熱儲(chǔ)性質(zhì)、勘查思路、能量評(píng)估、大規(guī)模開(kāi)發(fā)及其與礦產(chǎn)、油氣、災(zāi)害、環(huán)境、水文、工程的關(guān)聯(lián)性等方面加強(qiáng)研究。此外，建立一個(gè)可公開(kāi)、供行業(yè)共享的數(shù)據(jù)庫(kù)也至關(guān)重要，將有利于干熱巖開(kāi)發(fā)工作少走彎路、錯(cuò)路。

其次，越來(lái)越多的技術(shù)難題已經(jīng)顯露出來(lái)。例如，當(dāng)前在深鉆及水力壓裂儲(chǔ)層改造等方面存在的技術(shù)難點(diǎn)仍有待突破。需要充分利用和科學(xué)評(píng)估已有的地質(zhì)、地?zé)?、地球物理、水文、礦產(chǎn)、油氣、自然災(zāi)害、環(huán)境地質(zhì)、工程地質(zhì)等調(diào)查和研究成果，開(kāi)展多學(xué)科的交叉研究和聯(lián)合攻關(guān)。

第三，干熱巖開(kāi)發(fā)成本極高，資金回收期長(zhǎng)，投入產(chǎn)出比低的挑戰(zhàn)凸顯。開(kāi)發(fā)干熱巖需要巨大的資金投入，但當(dāng)前干熱巖項(xiàng)目存在融資難題。據(jù)楊耀廷介紹，地?zé)岚l(fā)電站造價(jià)巨大，而電價(jià)補(bǔ)貼需采取“一事一議”，即先建成，后根據(jù)規(guī)模和發(fā)電量反算電價(jià)。這意味著，地?zé)犭娬驹诮ㄔO(shè)初期難以拿到銀行貸款。地?zé)岚l(fā)電項(xiàng)目也因此面臨著巨大的資金考驗(yàn)。他建議，政府部門應(yīng)出臺(tái)相關(guān)政策，引導(dǎo)市場(chǎng)資金進(jìn)入地?zé)岚l(fā)電領(lǐng)域。并設(shè)立戰(zhàn)略新興能源基金，讓地?zé)崮芘c風(fēng)、光共同進(jìn)入可再生基金范疇。

“干熱巖地?zé)崮芪磥?lái)的發(fā)展，是進(jìn)行多重經(jīng)營(yíng)，實(shí)現(xiàn)梯級(jí)利用、多能互補(bǔ)、多產(chǎn)協(xié)同。”楊耀廷介紹，從地下取出的200攝氏度以上的熱水用于發(fā)電，之后還可以用于供暖供冷、溫泉洗浴、水產(chǎn)養(yǎng)殖等。梯級(jí)利用拉長(zhǎng)了產(chǎn)業(yè)鏈，可以給項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)較佳的收益。

汪集旸則基于“地球充電寶”概念，提出“地?zé)?”多能互補(bǔ)儲(chǔ)供能系統(tǒng)。“據(jù)估算，儲(chǔ)存于地球內(nèi)部的熱量約為全球煤炭?jī)?chǔ)量的1.7億倍，其中，可利用量相當(dāng)于4948萬(wàn)億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，按目前世界年消耗190億噸標(biāo)準(zhǔn)煤計(jì)算，能滿足人類數(shù)十萬(wàn)年的能源需求?！彼J(rèn)為，將地?zé)崤c其他可再生能源互補(bǔ)綜合利用，可實(shí)現(xiàn)較高的能源使用效率，做到天(太陽(yáng)能)地(地?zé)崮?合一，動(dòng)(風(fēng)能)靜(地?zé)崮?結(jié)合，從而加速我國(guó)新能源和可再生能源發(fā)展。

原標(biāo)題:地?zé)崮芫哂袘?zhàn)略型能源潛質(zhì) 干熱巖地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)前景備受關(guān)注