本文首發於2018年6月18日
《中國戰略新興產業》
《中國戰略新興產業》雜誌記者
艾麗 李建民
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提到“乾熱巖”，大多數人可能都一頭霧水。然而，對於能源界業內人士來說，這已經是朋友圈熱議的名詞之一了。有不少人覺得它又是一個新“噱頭”，但也有人將其視作機遇並投身其中。實際上，乾熱巖已經開始從勘探選區更進一步，初步進入尋求實際應用場景的階段，並且已經開始影響整個新能源行業。
清潔可循環而來源穩定 學界持正面態度
地熱採暖是很多人已經非常熟悉的一種採暖方式。乾熱巖實際上也是“地熱”的一種，只不過它埋藏得更深、溫度更高。乾熱巖的特徵正如其名：“幹”—它含水量很低；“熱”—溫度一般介於180-350°C；“巖”—它總體來說是固態的巖體。一般來說，可供人類開採利用的乾熱巖普遍埋藏於距地表3-8km以下的地層，蘊含的巨大熱能可以通過適當的手段轉化為電能。據中國地質調查局數據，埋深在3000-10000米的乾熱巖資源量摺合856萬億噸標準煤。其總量為中國油氣和煤炭總資源量的30倍，約佔全球乾熱巖資源量的1/6。
中國地質調查局水文地質環境地質研究所所長王貴玲介紹，根據“十二五”期間中國地質調查局對地熱資源進行的調查評價，若實施回灌，地熱供暖可以替代18.84億噸標準煤，地熱發電有1/3三峽電站的發電潛力，對改善我國能源結構具有十分重要的意義。從根本上來說，乾熱巖的能量來自於地球的地核，因此學術界普遍認為它是一種清潔可循環、來源穩定的新能源。
實際上，對於乾熱巖的開發利用早有先例。20世紀70年代美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室就在墨西哥州的芬頓山開始了乾熱巖開發現場試驗，是最早進行乾熱巖商業開發探索的國家，並經過幾年的探索於20世紀80年代中期建立了熱功率10MW的模擬商業發電廠。2001年，美國能源部開始實施“增強地熱系統”乾熱巖開發試驗計劃，預期到2050年乾熱巖地熱發電量計劃超過10×104MW。2015年，美國能源部地熱技術辦公室負責管理的地熱能前沿觀測研究計劃啟動，建立一個地下實驗室來開展增強型地熱系統（EGS）的前沿研究，並建立建設大規模、經濟可持續和商業化的乾熱巖EGS所需要的技術。
除了美國，澳大利亞2003年也在庫珀盆地開展了乾熱巖地熱開發利用試驗項目，該盆地的熱能儲量高達500億桶油當量。德國也在法爾肯貝格針對乾熱巖開發，對岩石的裂隙、壓裂產生裂隙的機制以及水在這些裂隙中的運移機理進行了研究。
理論研究和政策指引並進
中國或可後發先至
在乾熱巖開發選區理論研究上，中國並沒有落後於這些西方發達國家。中國地質科學院院士李廷棟指出，100年來，特別是新中國成立60餘年來，我國開展了大規模的地質、地球物理、地球化學、遙感地質等調查研究。近5年來，又開展了“深部探測技術與實驗研究”專項研究，取得豐碩成果，為礦產資源、水資源、熱水資源、地質環境、地質災害勘查評價和發展地質科學奠定了牢固基礎。而中國地質大學(武漢)教授、博士生導師李德威提出的下地殼流動已經成為國際地學的前沿和熱點，他根據熱流體撞擊地震成因模式和熱流體關聯前兆綜合預測，在5年內4次預測固定區域內的7級左右地震，無一錯報、漏報—這一預測模型的準確性也體現在了乾熱巖選區上。據瞭解，李德威參與了青海共和盆地乾熱巖選區工作，2013年，國土資源部在共和盆地中北部鑽成了井深2230米、井底溫度達153°C的乾熱巖井，對乾熱巖地熱開發進行了探索試驗。
依仗巨量的乾熱巖儲量，中國乾熱巖的實地勘探開發工作也一直持續進行。2017年1月23日，國家發展改革委、國家能源局、國土資源部印發了《地熱能開發利用“十三五”規劃》，並在重大項目佈局中單獨將乾熱巖發電列出，明確指出要通過建立2-3個乾熱巖勘查開發示範基地，形成技術序列、孵化相關企業、積累建設經驗，在條件成熟後進行推廣。同年10月，“十二五”國家863計劃“乾熱巖熱能開發與綜合利用關鍵技術研究”項目驗收。據瞭解，此項目建立了乾熱巖開發實驗模擬平臺，開發了地熱資源展示與評價系統軟件，並設計了發電系統方案。
去年，恆泰艾普（海南）清潔資源發展有限公司在李德威團隊指導下在海南進行了瓊北地區乾熱巖選區勘探，經過66天的鑽探，中國第一口具有獨立知識產權的乾熱巖參數井在瓊北圓滿完鑽，鑽井在深度4387米處鑽獲超過185°C乾熱巖，表明中國東部存在乾熱巖，其深度和溫度都超過了共和盆地的乾熱巖井。
應用場景的想象空間大
仍需突破技術瓶頸
李德威向本刊記者介紹，乾熱巖資源非常穩定，沒有汙染，通過人工引導釋放熱能還可以起到提前減災、減排的作用。其熱能除了高溫發電，還可以供暖、製冷，以及用於生態農業。他認為，對於乾熱巖的勘探應儘快實現乾熱巖選區從摸石頭到精準導航的轉變，儘快實現我國乾熱巖開發零突破，向系統梯級開發及綜合利用、取熱採油報震一體化方向發展。
瓊北乾熱巖井項目工程方在接受採訪時表示，在乾熱巖開發利用方面，國內鑽井設備已經基本可以滿足要求。除了一些測井儀器的芯片需要進口，大部分設施如井架、管道都完全可以自行生產。目前國內自主研發的控制設備和發電系統也已部分投入使用，但其穩定性仍需實踐檢驗。
王貴玲則向本刊記者坦言，考慮到當前開發利用的成本和技術條件，將乾熱巖定位為“資源”也許為時尚早。從技術上來看，還存在部分瓶頸問題；從開發潛力的角度來看，具有開發價值的乾熱巖溫度一般要高於180°C，且處於幾千米深的地下，這對於開採條件和設備穩定性具有較高的要求。他形象地將乾熱巖開發比喻為“給地球安裝插頭”，如果能夠成功地裝上這個“插頭”，那麼唾手可及的、源源不斷的能源將不再是妄談。
END
製作：趙涵
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