干熱巖地熱資源：即將是能源結構調整中的“黑馬”

地大熱能地熱能+多能互補新聞網(wǎng)訊：干熱巖作為一種地熱資源，在目前節能減排和新一輪的能源結構調整中，對于干熱巖地熱資源的開(kāi)發(fā)極有可能成為“黑馬”，發(fā)揮意想不到的作用。

最早對干熱巖進(jìn)行研究的國家是美國。

1974年, 美國洛斯·阿拉莫斯國家實(shí)驗室在美國新墨西哥州的芬頓山鉆了第一眼深井, 拉開(kāi)了干熱巖研究的序幕。

1987年, 法、德、英三國共同參與在法國的蘇爾士地區開(kāi)展了規模較大的干熱巖生產(chǎn)實(shí)驗研究,使干熱巖資源開(kāi)發(fā)技術(shù)逐步趨于成熟，該工程目前仍在運行。

90年代，干熱巖技術(shù)已進(jìn)入了實(shí)際應用階段，日本科學(xué)家取得了比較好的成績(jì)。1996年, 肘折地區已開(kāi)始發(fā)電運行。

另外，世界上許多其他國家，如澳大利亞、新西蘭、瑞士、俄羅斯等，也在90年代開(kāi)始了干熱巖的預研究與開(kāi)發(fā)的技術(shù)準備工作。

美國對干熱巖的研究

定義：美國科學(xué)家根據芬頓山的干熱巖研究工作認為干熱巖是埋藏于距地面2-3km以下、無(wú)裂隙、無(wú)流體、自然溫度達于200℃的巖體。

美國芬登山項目研究與開(kāi)發(fā)經(jīng)歷了兩個(gè)主要階段，分別針對深度為2800ｍ和3500ｍ兩個(gè)獨立的干熱巖儲層。

最深鉆孔達4500m ，巖體溫度為330℃，熱交換系統深度為3600m，發(fā)電量由最初的3MW 到最后的10MW。

第一段: 2.7-2.9 km: 180-200°C

第二段: 3.5-4.2 km: 240-310°C

政策支持

美國能源部推出了一項“地熱技術(shù)和發(fā)展行動(dòng)計劃”（GTP），用于推動(dòng)地熱能的勘探和開(kāi)發(fā)。僅在2008年，美國能源部就為地熱能開(kāi)發(fā)籌集了3.68億美元的資金。在龐大的GTP計劃中包含數十個(gè)技術(shù)項目，其中，又以“增強地熱系統（EGS）”是最為主要的發(fā)展目標。

日本對干熱巖的研究

定義：日本科學(xué)家根據肘折地區的干熱巖研究工作認為只要巖體的溫度達到200℃，埋藏深度合理，內含流體不是太多（或者沒(méi)有）能用干熱巖技術(shù)來(lái)提取巖體中的熱量，就把這種巖體稱(chēng)為干熱巖。

1990 年，在日本的肘折地區進(jìn)行了干熱巖試驗，稱(chēng)為“肘折工程”，目的是研究適合于干熱巖發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)。

先后鉆探了HDR-1, HDR-2, HDR-3等生產(chǎn)井，井間距為50-130m。

在1991年進(jìn)行了一個(gè)注入井與3個(gè)生產(chǎn)井的綜合地下水循環(huán)實(shí)驗，在90天循環(huán)實(shí)驗中，生產(chǎn)水溫度為150-190℃。流體回收率為78%。

利用雙工質(zhì)循環(huán)發(fā)電130 kW 。

法國對干熱巖的研究

定義：歐洲一些科學(xué)家根據法國干熱巖研究認為，埋藏于地面1km以下，溫度大于200℃的巖體就可稱(chēng)為干熱巖。條件無(wú)需過(guò)于嚴格。

1986 年法國、德國在蘇爾士開(kāi)展巖體熱能利用項目。

第一階段（1987～1992年）鉆了兩個(gè)2000m的淺井，對花崗巖上部進(jìn)行了測試。

第二階段（1992～1999年），對深度3-3.5km溫度達到160 ℃的雙井熱儲系統繼續了激發(fā)。

第三階段（1999～2009年）對深度4—4.5km溫度達到200 ℃的三井熱儲系統繼續了激發(fā)。

第四階段（2009～2008年）循環(huán)發(fā)電，評價(jià)了4-4.5km儲層的長(cháng)期性能。發(fā)電量達到1.5MW。

澳大利亞對干熱巖的研究

2003年，“地球動(dòng)力”公司在南澳大利亞Cooper盆地的沙漠中，鉆探出了2個(gè)深度達4500m的深孔。

2008年，又完成了鉆孔“Habanero-3”并進(jìn)行鉆孔流動(dòng)試驗。

2009年1月，建成一座1000kW 的示范電站，專(zhuān)為建站地點(diǎn)的小鎮供電。準備3年后再鉆9眼深井，建成一座5萬(wàn)kW的干熱巖發(fā)電站。

到2016年支持大約1萬(wàn)MW的發(fā)電能力。

干熱巖的賦存

干熱巖的熱能賦存于各種變質(zhì)巖或結晶巖類(lèi)巖體，較常見(jiàn)的巖石有黑云母片麻巖、花崗巖、花崗閃長(cháng)巖等。一般于熱巖上覆蓋有沉積巖或土等隔熱層。

干熱巖主要被用來(lái)提取其內部的熱量, 因此其主要的工業(yè)指標是巖體內部的溫度。

干熱巖的發(fā)展優(yōu)勢，資源量巨大、分布廣泛。

初步估算，我國陸區3.0-10.0km深處干熱巖資源為860萬(wàn)億噸標準煤燃燒所釋放的能量幾乎為零排放。無(wú)廢氣和其他流體或固體廢棄物，可維持對環(huán)境最低水平的影響。開(kāi)發(fā)系統安全。沒(méi)有爆炸危險，更不會(huì )引起災難性事故或傷害性污染熱能連續性好。在可再生能源中，只有EGS可以提供不間斷的電力供應，不受季節、氣候、晝夜等自然條件的影響。