干熱巖發電商業化尚需時日

2017-11-23 16:18:56 中國石化報　點擊量：評論 (0)

近期，青海省共和盆地的3705米處鉆獲溫度逾236攝氏度的干熱巖，實現了干熱巖勘查的重大突破。作為一種清潔高效的地熱資源，干熱巖的開發和利用再次引起關注。我國資源豐富干熱巖是指埋深在3000~10000米、溫度為1

近期，青海省共和盆地的3705米處鉆獲溫度逾236攝氏度的干熱巖，實現了干熱巖勘查的重大突破。作為一種清潔高效的地熱資源，干熱巖的開發和利用再次引起關注。

我國資源豐富

干熱巖是指埋深在3000~10000米、溫度為150~650攝氏度、沒有水或蒸汽的熱巖體，是地熱能的重要存儲載體。從埋藏深度來說，200米以內的地熱能通常稱為淺層地熱能；200~3000米的地熱能稱為常規地熱能，又叫水熱型地熱能；3000~10000米的地熱能主要來自干熱巖。

中國干熱巖資源豐富,經初步測算，3000~10000米范圍內的干熱巖資源折合標準煤為860萬億噸，遠高于美國570萬億噸標準煤的估算結果。按照利用其中2%測算,相當于中國能源消耗總量的4040倍。其中，深度位于3500~7500米、溫度介于150~250攝氏度的干熱巖資源折合標準煤為215萬億噸。

中國干熱巖存儲的熱能約是已探明地熱資源總量的30%，主要分布在3個區域：東北、華北和蘇中的沉積盆地區；近代火山活動地區，包括吉林長白山、山東蓬萊、海南瓊北、臺灣基隆、黑龍江五大連池、云南騰沖、新疆南部和青藏高原西南部等；福建、廣東、廣西的高熱流花崗巖地區。其中，青藏高原南部地區的干熱巖資源量約占中國大陸地區的1/5。

距商業利用還很遠

從全球范圍內干熱巖利用情況來看，美國和歐洲一些發達國家和地區的干熱巖資源利用仍處于起步試驗階段，遠未達到商業利用的程度，中國干熱巖利用正處于探索階段。

上世紀70年代，隨著油價的上漲、能源危機的出現，人們開始尋找新的替代能源。1970年，美國人莫頓和史密斯就提出利用地下干熱巖發電的設想。1972年，美國在新墨西哥州成功利用地下4000米干熱巖體發電，功率達到2300千瓦，標志干熱巖開發利用試驗成功。

目前，美國、英國、法國、德國、瑞士、日本、澳大利亞等多個國家都在探索干熱巖發電技術，但由于成本較高，商業化應用可能需要較長一段時間。美國計劃，到2030年實現干熱巖商業化應用，到2050年實現干熱巖發電裝機容量達到1億千瓦。

中國地質調查局已在部分地區進行干熱巖地熱資源調查，2012年啟動了“863”計劃項目“干熱巖熱能開發與綜合利用關鍵技術研究”，部分科研單位也開展了初步的理論研究。2013年，制定了《全國干熱巖勘查與開發示范實施方案》，計劃2030年前后實現干熱巖地熱發電的商業化運營。

發電是主要利用途徑

從干熱巖利用情況來看，除具有水熱型地熱資源的用途，如用于建筑物取暖、制冷外，發電是其目前主要的利用方式。

干熱巖發電也被稱為增強型地熱系統（EGS），原理類似于稠油開采中的蒸汽吞吐過程。首先要在干熱巖體上鉆一口注入井，通過該井注入冷水，經過壓裂后冷水全面滲入到干熱巖體中；然后在干熱巖體上鉆數口生產井，將高溫蒸汽從生產井中采出，經過處理后，輸送至附近電廠，利用高溫蒸汽驅動發電機發電。利用后的溫水又通過注入井回灌到干熱巖中，從而達到循環利用的目的。

從干熱巖發電過程可以看出，其不僅有零排放的優點，而且連續性能好、不受季節制約和利用率高。

多種制約因素

其實，中國在利用淺層地熱資源發電方面早已走在世界前列，上世紀70年代，就投資開發了7個中低溫地熱電站，包括發電量居世界第18位的西藏羊八井電站。江西宜春縣溫湯鎮發電能力達100千瓦的地熱發電站，地熱溫度僅67攝氏度，是世界上溫度最低的地熱發電站。因此，從技術層面講，中國在低溫地熱發電領域并不落后。

但中國在深層干熱巖利用開發領域卻進展緩慢。首先，相對其他形式的新能源，干熱巖開發利用成本高，這是制約發展的根本因素。目前包括風能、太陽能、常規地熱能的利用，大部分企業已能實現持續運營。其次，干熱巖開發需要大量水源，因此只有干熱巖資源和水資源都豐富的地區才適合大規模開發。再次，干熱巖開發有許多技術難題。

需統籌各方力量

干熱巖與可燃冰等新興能源一樣，雖然具有資源豐富、低碳排放等優勢，但由于研究起步較晚，缺乏成熟的經驗借鑒，尤其在當前低油價環境下，經濟效益劣勢明顯，各方參與的積極性不高。但隨著技術進步，不排除未來出現類似頁巖油氣革命的景象。

從政府角度看，應對干熱巖開發利用給予更大支持。出臺優惠政策，如在礦權使用、土地利用、設備采購、水資源利用、發電價格等方面給予一定的優惠和補助。通過政府規劃，積極推動干熱巖綜合利用示范區的建設，開展綜合利用試驗。吸引社會力量參與干熱巖資源評價，明確資源分布與儲存條件，圈定更經濟的優先開發區。將干熱巖開發利用項目列入國家重大專項規劃中，并推動企業科研機構利用已有資源建國家實驗室，為深化基礎研究提供平臺。

中國油企應充分利用近兩年在頁巖油氣開發中積累的經驗，通過提升勘探開發技術水平，推動干熱巖的開發利用。加強基礎理論和關鍵技術研究，通過參股等方式與發電企業合作，充分發揮雙方優勢。