国内干热岩勘查在青海共和盆地取得重大突破,2017年8月首次钻获温度超过200摄氏度的高温优质干热岩体。业内专家认为,干热岩作为清洁能源,资源储量巨大且可再生,未来或有望参与推进国家能源结构调整。但是目前干热岩在后期的开发利用上存在较大技术瓶颈,建议汇聚多方力量,集中攻破技术难关,并探索在共和盆地推进建设国家干热岩开发示范基地。

国内首次钻获高温优质干热岩

“地球是一个庞大的热库,内部蕴藏着巨大的热能,我们称之为地热资源,它与太阳能、风能、潮汐能等都是可再生的清洁能源?！鼻嗪Ｊ」磷试刺刂驶肪炒ΥΤぱ衔滤?而干热岩就是地热资源中最为重要的一种。

干热岩通常埋藏在地下3000米至1万米深度范围内,温度在150摄氏度以上,是没有水或蒸汽、致密不渗透的热岩体。作为一种可用于高温发电的清洁能源,干热岩具有资源量大、零污染排放、安全性好、热能连续性不受季节制约、利用率高、成本低等特点。

2011年以来,“在深入研究已有地质资料基础上,我们采用红外遥感、地球物理、地球化学等多种勘查技术手段,经过详细论证后,确定共和盆地中北部为干热岩寻找靶区,同时确定干热岩勘探井位?！毖衔滤怠?/p>

2013年6月,勘探井深孔正式开钻,2014年4月,在共和盆地地下2230米处首次钻获温度达153摄氏度的干热岩。2017年上半年,青海省水工环地质调查院再次在地下3705米深处钻获温度达到236摄氏度以上的干热岩,刷新了探获干热岩温度的新纪录。

“干热岩主要被用来提取其内部的热量,因此其主要的工业指标是岩体内部的温度,温度超过200摄氏度即属优质干热岩?！鼻嗪Ｊ」埠拖厍〔非≌蚋扇妊铱辈橄钅扛涸鹑苏攀⑸硎?除温度高之外,共和盆地的干热岩资源还有埋藏浅、分布广的特点。

2017年8月下旬,青海省国土资源厅和中国地质调查局水环部组织院士专家对青海共和盆地干热岩勘查成果进行评审。专家组认为,这是我国首次发现温度超过200摄氏度的大规?？衫玫母呶掠胖矢扇妊易试?是我国在能源领域和地热勘查方面取得的重大突破。

未来有望推进国家能源结构调整

张盛生表示,就现阶段而言,干热岩资源是指埋深较浅、温度较高、有开发经济价值的热岩体,保守估计地壳中3000米到1万米深处干热岩所蕴含的能量相当于全球所有石油、天然气和煤炭所蕴藏能量的30倍。

“青藏高原在隆升过程中形成了一系列地热资源,从干热岩地热资源区域分布看,青藏高原占我国大陆地区干热岩总资源量的20.5%,资源量巨大且温度较高?！鼻嗪Ｊ∷せ返刂实鞑樵鹤芄こ淌暌邓?。

“我们通过2013年至2017年实施的4眼干热岩勘查孔查明,共和盆地拥有230平方公里干热岩分布区,现在已查明在其2.1公里至6公里深度区间内,干热岩储量换算标准煤为近45亿吨?！闭攀⑸?另外根据地球物理勘探资料及地面调查情况推测,共和盆地及其周边,干热岩前景区面积达3092.89平方公里。

“干热岩资源在全球范围内的分布很普遍,青海共和盆地的干热岩资源,无论储量还是质量,都在全球已勘查范围内比较靠前?！毖衔滤怠?/p>

据了解,近40年来,世界主要国家开展了一系列干热岩的研究开发项目,其中最为成功的是在法国Soultz建立的电厂,为世界第一个将干热岩用于发电的项目,证实了干热岩有望成为一种可持续、可再生和清洁的发电资源。

“干热岩地热开发系统是安全的,没有爆炸危险,更不会引起灾难性事故或伤害性污染。”张盛生说,干热岩地热资源在利用过程中没有二氧化碳、硫氧化物、氮氧化物等废气排放,也没有其他流体或固体废弃物,可以维持对环境最低水平的影响。

严维德表示,一旦通过3至5年时间查明干热岩资源,突破开发利用的核心技术,实现规?；?不仅对国家进一步优化能源结构、降低碳排放及能源保障具有重要的战略意义,而且使青海省能源体系产生巨大转变,将弥补省内化石能源的不足,对经济发展产生巨大的效益。

多措并举推进干热岩开发进程

国内干热岩勘查虽然在青海共和盆地取得了阶段性成果,并且开发利用前景广阔,但是仍然存在譬如技术攻关、人才紧缺、资金紧张等不容忽视的难题,业内专家建议集中多方人才力量,突破技术难关,并探索在共和盆地建立国家干热岩开发示范基地。

郭宏业介绍,干热岩开发主要是应用增强型地热系统,即将水通过井注入人工产生的、张开的连通裂隙带中,水与岩体接触被加热,然后通过生产井返回地面,形成一个闭式回路,以提取热能。而最大的技术难关在于如何在致密岩体中打通定向的裂隙。

“英、美、法、日等国家20世纪80年代都已将干热岩勘查开发列上日程,在实验性、小规?？⒓际跻踩〉昧艘恍┩黄?但在储藏建造、压裂技术、钻井工艺方面同样面临技术难关,如果我们能够率先突破,那么中国在世界能源结构调整和碳排放上就能多一些话语权?！毖衔滤?。

“在人才方面,青海省目前现有的技术力量来看,只有水工环地质调查院等两支队伍,且偏重于资源储量勘查,技术开发人才稀缺?！毖衔滤?希望能够集中自然资源部、国家地调局、科技部、专业院校等科研机构的精英,到青海一起搞研究,以便能够顺利突破技术难题。

“干热岩埋藏很深,在4000至6000米范围内,这种条件下无论是查明资源储量还是攻关核心技术,都需要大量资金投入。”严维德说,目前在共和盆地,勘查干热岩主要是青海省财政投资,但是省财政有限,很难维持今后的持续性开发,因此建议国家设立专项资金,加大资金投入。

此次共和盆地干热岩勘查取得突破,是国家推进干热岩开发的最好契机。业内专家建议,国家应加强共和盆地干热岩勘查及开发利用研究,尽快申请共和盆地干热岩勘查开发国家示范基地建设,促进共和盆地干热岩资源勘查及开发进程。