來自地球母親的溫暖——干熱巖

近日，中國地質調查局在松遼盆地實施的科學鉆探突破7018米，鉆穿了白堊紀底層。在地層4400-7018米的深度地層范圍內發現了1500C~2410C高溫干熱巖體和2層高放射性異常巖層，揭示了松遼盆地具有良好的地熱開發應用潛力。

*，人們腳下的地球內部蘊含著巨大的能量，地心溫度高達約6000℃。地球通過火山、地震、地熱等方式*地釋放著內部能量。干熱巖（Hot Dry Rock，HDR）則是地球內部熱能的一種賦存介質，自20世紀70年代美國 Los Alamos國家實驗室提出干熱巖地熱能的概念以來，干熱巖的定義也在不斷發展，目前比較得到認同的概念是干熱巖是一種不含水和蒸氣、埋深3~10km、溫度為150~650℃的致密熱巖體。

另外考慮其客觀性、科學性、可行性和經濟型，干熱巖的基本含義可分為廣義干熱巖和狹義干熱巖兩類。廣義干熱巖認為是流體含量很少、溫度為150~400℃的儲熱巖石。狹義干熱巖必須考慮地熱能發電的經濟性和可行性，主要指流體含量少、埋深為3~8km、溫度為200~350℃的儲熱巖石。其巖性主要是各種變質巖或結晶巖體，較常見的干熱巖體有黑云母片麻巖、花崗巖、花崗閃長巖等。

干熱巖潛力有多大？

通俗來講，干熱巖資源就是存在于巖石中的熱量，人們通常通過溫度對干熱巖體中的資源量進行評估，那么巖石中賦存的熱量究竟有多大？以一個邊長為1km溫度為200℃的高溫巖體為例，其溫度下降10℃所釋放的熱量可實現發電約為1000萬MWh，可滿足2000萬平米一年的建筑供暖需求。

干熱巖中蘊藏的熱量

在地下達到一定的深度以后，這樣的高溫巖體無處不在，可以說干熱巖資源的潛力是巨大的。目前限制干熱巖開發主要是技術問題，但就現階段來看，由于技術和手段等限制，能被人類所揭露及開發利用的干熱巖資源主要集中在埋深較淺、溫度較高、有開發經濟價值的地下熱巖體。

據保守估計，地殼中干熱巖（通常指3～10 km深處）所蘊含的能量相當于所有石油、天然氣和煤炭所蘊藏能量的30倍。中國地質調查局的評價數據顯示，中國大陸3～10 km深處的干熱巖資源總量為2.5×1025 J（合860萬億噸標煤），若能開采出2％，就相當于我國2010年全國一次性能耗總量（32.5億噸標煤）的5300倍。

中國科學院地質及地球物理研究所也對我國大陸3～10 km深處的干熱巖資源進行了評價，得出的結論是2.09×1025 J，相當于715萬億噸標煤，若能采出2%，則相當于中國2010年能源消耗總量的4400倍。相近的數字，印證了我國干熱巖地熱資源的開發利用前景。

干熱巖的分級利用

干熱巖開發的關鍵技術

干熱巖資源的開發主要利用增強型地熱系統（Enhanced Geothermal System，EGS）來提取其內部的熱量。增強型地熱系統通過水力壓裂等工程手段，在地下深部低滲透性干熱巖體中形成人工地熱儲層，從中長期經濟地采出相當數量熱能的人工地熱系統。其原理是從地表往深埋地下的干熱巖體中打一眼井（回灌井），封閉井孔后向井中高壓注入溫度較低的水產生高的壓力，在巖體致密無裂隙的情況下, 高壓水會使巖體大致垂直小地應力的方向產生許多裂縫。

若巖體中本來就有少量的天然節理，這些高壓水會使之擴充成為更大的裂縫。隨著低溫水的不斷注入，裂縫不斷增加、擴大、相互連通，終形成一個大致呈面狀的人工地熱儲層。在距回灌井合理的位置處鉆幾口井并貫通人工地熱儲層，這些井用來回收高溫水、汽，稱之為生產井。

注入的水沿著裂隙運動并與周邊的巖石發生熱交換，產生了高溫高壓水或水汽混合物。從貫通人工地熱儲層的生產井中提取高溫蒸汽到地面后，通過熱交換及地面循環裝置用于發電和綜合利用。利用之后的溫水又通過回灌井注入到地下干熱巖體中, 從而達到循環利用的目的。

干熱巖的未來

   干熱巖是地熱能的未來。在目前的節能減排和能源結構調整中，對于干熱巖地熱資源的開發極有可能，發揮意想不到的作用。干熱巖相對于其他能源具備以下優勢：

1.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860萬億噸標準煤燃燒所釋放的能量）；

2.幾乎為*。（無廢氣和其他流體或固體廢棄物，可維持對環境低水平的影響）；

3.開發系統安全。（沒有爆炸危險，更不會引起災難性事故或傷害性污染）；

4.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）；

5.經濟實惠（商業價值可觀）。

隨著干熱巖開發技術的不斷成熟以及深部地熱開采成本的不斷下降，相信在不就的將來，這種無處不在的能源可被人們大量利用，造福人類。

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