关于对网上对干热岩中国可以使用3800年的清洁能源?和自制suv插座的热门话题,大家怎么看,接下来小编为大家一一讲解
目前中国尚无干热岩开发井。
这仅处于探索和基础研究阶段。
考虑到目前开发利用成本和技术条件,
炎热、干燥的岩石很难被称为“资源”。
近日,有媒体称,山东省发现了新能源“巨宝”,煤炭储量约180亿吨,足够中国使用3800年。这里所说的宝藏是——热干岩,是地壳深处的高温岩体。2021年世界经历煤炭和天然气短缺后,将如此庞大的能源埋在我们脚下,无疑将是一件惊天动地的事情。
事实上,这个“发现”并不是最近才出现的。权威媒体早在2016年初就曾报道过,山东省第一地质矿产勘查研究院发现了中国东部条件最好的干热岩。研究机构水文地质研究所所长景晓东预测,只要威海文登区高温干岩能源的2%能够得到利用,就可以供全省使用。38年来,山东“享受的相当于已发现的一座大金矿”。
2019年,有媒体报道,该项目还在山东省日照市葛县、五莲县发现了富含干热岩的地区,资源量总计超过18779亿吨标准煤。2017年至今,我国煤炭消费量平均达到每年40亿吨左右,那么假设山东省蕴藏的热岩能相当于18779亿吨煤,我国将无法使用3800年。年。但更重要的是,山东真的发现了这样的地下“金矿”吗?
中国科学院地质与地科学研究所地热资源研究中心主任庞忠和在评论此类新闻时表示,这是严重误导公众。干热岩是一种储量大、无污染但利用难度很大的地热能。环顾世界,真正成功的项目屈指可数。我国目前不具备开发干热岩的技术,仅处于勘察和基础研究阶段。
清洁能源,储量是煤炭、石油和天然气的30倍
根据地热科学的基本规律,越接近地下深处,温度就越高,地表以下每千米,地温度平均升高约30。因此可以认为,只要开采得足够深,地能够回馈给人类的热能资源储量无疑是巨大的。学术界经常引用的一个说法是,距地表面3至10公里深处的地壳干热岩石中所含的能量相当于世界石油、天然气中所含能量的30倍。和煤炭。
德国卡尔斯鲁厄工业大学教授、地科学研究所地热能系主任托马斯科尔告诉《中国新闻周刊》,地表以下3公里以下的地壳主要由火成岩和变质岩组成。其特点包括足够温暖,但缺乏孔隙度,因此这种岩体并不是真正“干燥”,并且不含有足够的液体。与温泉或地热井等地热形式相比,干热岩石地热资源占地热能的大部分。
20世纪70年代,美国正经历全石油危机,正是在此时,美国开始开发干热岩石。迄今为止,全已开展约64个高温干岩实验或采矿项目。
我国热岩调查工作在“十二五”期间正式启动,这与当时我国开始重视雾霾治理、改善大气环境的背景密不可分。如果热干岩能够大规模开发应用,将成为资源含量非常高的可再生清洁能源。
干热岩石未来的主要用途将是发电。由于干热岩石的温度很高,发电后的废水可达70至80摄氏度,相当于普通地热水,可再次用于加热和冷却。热干岩石不仅体积大,发电时几乎不产生任何排放,而且比风能、水力发电等清洁能源更稳定,不受气候影响。文献还指出,炎热、干燥的岩石发电厂使用约20年后,岩体温度下降严重,无法再使用,但地心的岩浆使岩石“变暖”“再次。几十年后热能可再次利用。
2012年,立项“863”项目“干热岩热能开发与综合利用核心技术研究”,开始干热岩勘探与技术研究。2014年10月,中国科学院地质与地物理研究所对青藏高原工布盆地两个探孔地热温度进行测试,发现地下2880米处花岗岩体温度达到181。。C是国内第一个经过验证的热干资源。
中国地质调查局水文地质与环境地质研究所王桂岭等人2012年在《地科学报》上发表文章估算储量,导致大陆3至10公里深处存在炎热、干燥的岩石。中国的资源量相当于860万亿吨标准煤,按资源开采潜力2计算,相当于当时中国整个能源消费量的5200倍。
因此,高温干岩被认为是未来煤炭、石油等化石能源枯竭后最具潜力的战略替代能源。据王桂岭等人2020年发表的题为《中国地热资源现状与发展趋势》的论文显示,中国目前确定了12处热岩勘探场地,开展开发实验,跟踪国外技术,我正在做。
据河北省煤田地质局2019年组织的热岩勘查项目显示,京津冀地区最浅热岩预计钻探深度为3965米,位于唐山市马头营。它深度4500米,面积195平方公里,其范围内估算资源量相当于78亿吨标准煤。2021年中旬,该项目开始进行干热岩发电试验。
2022年1月,江苏泰州“硕1井”干热岩项目开始裂缝测试。该项目是江苏省自然资源局投资的第一个干热岩项目,投资4630万元。江苏省考前验证孔。据台州初步测算,其热岩资源量相当于196万亿吨标准煤。
庞中和曾参与多个国家地热能相关战略规划和标准的制定,感觉干热岩这两年越来越受到关注。2020年是中国“碳中和”元年,地热能作为五大非碳能源之一越来越受到关注。干热岩开发是中科院2021年重大咨询项目“中国碳中和框架路线图研究”的专题之一,还将举办多场与地热能相关的高层会议。发展。
王桂岭在接受媒体采访时曾将干热岩石的发育比喻为“给地装了一个插头”。如果这个插头能够安装成功,那么触手可及的源源不断的能源将不再是谎言。
储备并不总是等于资源。
近年来,不少人找庞忠和询,如果想投资干热岩,应该去哪里开采。他通常会告诉对方“先别想投资,风险太高,你可能会血本无归。”
与人们想象的相反,你可以选择地上的任何地点并深入钻探以获得炎热、干燥的岩石。庞忠和说,从定义上来说,只有在现有技术经济条件下能够开发利用、温度在180以上、岩石含水量很少或不含水的地热能,才能称为高温干岩资源。
他强调,开采温度必须达到180才具有成本效益,最后,能否开发利用也很重要,否则就不能称为资源。在很深的地方打井通常会发现地热。我们都知道地核的温度超过6000C,但我们无法接触到它。几年前,松辽盆地的一口探井在7018米深处发现了240的高温地热,但庞忠和表示,它不被称为热岩资源,因为太深了,无法开采。没有经济和技术可行性,谈储量是没有意义的。
干热岩的分布不一定在同一深度,所以无论是地下3km还是4km都只是一个大概的范围,而且即使在同一深度,地质结构和岩石温度也有很大差异。“采矿条件评估”。
庞忠和说,在美国西部,2000米以下的地壳地热可达200。但在我国,华北、东北、东南沿海地区达到180,通常需要打6公里的井,超出了现有技术的范围,而且成本较低。山东省的干热岩石就属于这种埋藏条件。
因此,山东省声称的干热岩能可以在全省使用38年。庞中和检查了该地区的地下温度分布曲线,发现地温来自于局部裂缝的地质结构。通过从深处吸收热能,并将热水带入浅部,地壳浅部会产生异常高温,但更深的开采可以防止温度因这些异常高温而继续上升。温度值。
从资源勘探角度看,青海工博盆地目前具备国内最好的热岩开采条件。庞忠和说,地热温度在地下约4公里深处可达200,而且随着越深入,每公里温度也升高约45。2010年以来全推广的10个新干热岩开发项目中,青海共和项目也是备受关注的项目之一。但商业采矿是否可能是另一个题。
2003年,世界上最大的澳大利亚库珀盆地启动了干热岩开发项目。该项目位于水深4公里,可钻探的地热温度达到250,但由于钻探难度大,且无法有效维持出口蒸汽的高温,因此一直未能实现。尚未商业化,政府不愿进行额外投资。
在欧洲,法国苏尔茨项目由德国、法国、英国联合开展,是迄今为止全最成功、最稳定的商业发电干岩开发项目。Sulz项目有四个钻孔,5公里深度处获得的温度为200C。不过,庞中和告诉《中国新闻周刊》,该项目的投资和产出并不划算。欧盟为此投资了数亿欧元,但该项目的总发电量目前约为2兆瓦。
目前还没有出现颠覆性技术。
2010年,庞中和参与中科院主持的《中国能源路线图2050》的制定,关于开发深层地热能,包括干热岩,工程时间节点预计为2035.现在看来,这个时间线判断基本上是合理的。庞忠和表示,目前该领域尚无颠覆性技术。
开发干热岩的技术称为强化地热系统,是指利用水力压裂等工程方法,在干热岩中形成人工地热储层并提取大量热能的人工地热系统。储层是储存和流动石油、天然气、水和其他物质的岩石空间。
美国曾将EGS技术视为最重要的新能源技术之一并开始研究。然而干热岩项目的鼻祖美国新墨西哥州芬顿山项目最终因资金、技术等题被迫停产。
庞忠和介绍,地热能的开发利用就是与大地进行热量交换,如果这个过程用流体来进行,那么比不用流体的传导换热效率至少要高3到5倍。因此,目前地热开发主要是抽水将热能带到地表,成本效益较高。但地表以下4km处,地裂缝较小,物质结构较硬,含水率基本很低,不符合水热地热开发的条件。
除了深部钻井和压裂成本高、技术难度大之外,干热岩开发有时会引发地震,这已成为干热岩开发时的一大安全题。庞忠和说,由于破碎岩块时必须施加较大的力,自然应力场会发生显着变化。此外,炎热、干燥的岩石发育本身有利于具有天然裂缝结构的地点,而人为活动会激活裂缝,他说。这种情况可能会导致地震。
在瑞士第三大城市巴塞尔市中心,有一个废弃的钻孔,这是该地区过去尝试开采干热岩石时留下的痕迹。此前曾到访过的庞中和表示,2004年左右,该工程压裂过程中发生了35级微震,引起附近居民投诉。他们起诉了开发商,开发商最终支付了数百万欧元,该项目也宣告破产。
尽管干热岩石的开发仍处于起步阶段,但科学家们认为,探索这种困难的能源提取可以为综合开发地热能的共同核心技术奠定基础。例如,如果将EGS技术应用于4公里以上的中深层等浅层地层,可以拉伸和扩大原有的岩石裂缝,提高流体循环效率,替代更多的热源。在学术界,这被称为“人工阶层”。增加。”
庞中和举了一个例子。世界上最大的地热发电厂位于美国西部加利福尼亚州北部的盖瑟斯镇。过去,它的发电能力约为500兆瓦。得益于这种人工加固技术,从附近的湖中抽水供热,交易所突然将装机容量增加到750兆瓦,效率提高了约40倍。
“人类很早就能够登陆月,但对地下的探索却很少。”2007年至2013年担任法国苏尔茨项目科学主任的阿尔伯特让泰表示,月表面可能更深。存在天然水库和地热水,但目前的技术无法检测到它们。不少业内学者也指出,目前该领域的技术开发和实验缺乏投资和兴趣。
也许在五到十年内,当该行业取得颠覆性技术突破时,热干岩石将被大规模开采,将钻井成本降低到目前的二分之一或三分之一。此前,庞中和认为,地热能商业投资应基于现实可行的浅、中深层资源,而不是追求先进的干热岩或刻意追求概念噱头和新奇。
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