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多吉、王貴玲:加大深部熱能探采技術(shù)攻關(guān) 持續推進(jìn)地熱資源規?;_(kāi)發(fā)
文章來(lái)源:地大熱能 發(fā)布作者: 發(fā)表時(shí)間:2022-12-13 11:11:02瀏覽次數:818
地大熱能:當前,世界正經(jīng)歷百年未有之大變局,能源安全保障形勢空前嚴峻,能源革命的根本是低碳化革命,推進(jìn)生態(tài)文明的進(jìn)程必須實(shí)現化石能源向非化石能源的逐步轉變。隨著(zhù)能源開(kāi)發(fā)和利用綠色低碳化進(jìn)程進(jìn)一步加快,地熱資源有望在這輪能源低碳化革命中發(fā)揮重要作用。
地熱是來(lái)自地球內部的本土能源,經(jīng)計算,地球內部每年向地表散發(fā)的熱能相當于506億 t標煤燃燒產(chǎn)生的熱量。我國總體地熱勘查程度低,在經(jīng)歷了20世紀七八十年代以及“十二五”期間的兩輪全國性地熱資源調查評價(jià)后,基本掌握了全國地熱資源分布規律,初步建立了我國不同類(lèi)型地熱成藏模式,但隨著(zhù)勘查開(kāi)發(fā)深度的增大和溫度的升高,在地熱地質(zhì)鉆探、高效開(kāi)采、可持續利用等方面面臨的技術(shù)挑戰越來(lái)越多。
“十三五”時(shí)期,國家加大了對深部地熱探采相關(guān)技術(shù)的科技攻關(guān),相繼啟動(dòng)了5個(gè)地熱專(zhuān)項,涉及雄安新區深層地熱探測與評價(jià)、干熱巖熱能提取、碳酸鹽巖熱儲強化增產(chǎn)、砂巖熱儲回灌等一系列核心技術(shù)。這些技術(shù)主要圍繞地熱探測開(kāi)發(fā)中的“深層”和“規?;?個(gè)難題展開(kāi)。
地熱能探測開(kāi)發(fā)要逐步向深部熱儲推進(jìn)。從最初出露地表的溫泉到熱水井,再到現在的干熱巖,人們探測開(kāi)發(fā)地熱的深度在逐漸增大,隨之而來(lái)的是開(kāi)發(fā)利用的技術(shù)難度和成本的成倍增長(cháng),大規模的地熱開(kāi)采必須考慮經(jīng)濟型問(wèn)題。
目前來(lái)看,在天然地下水的循環(huán)深度范圍內尋找地熱資源是經(jīng)濟的,由于地下水和圍巖經(jīng)過(guò)幾千甚至數萬(wàn)年的水熱交換作用,巖層中的熱能充分向地下水中聚集,使得可以以地熱流體為介質(zhì)來(lái)開(kāi)發(fā)地球深部的熱能。因此,地下水循環(huán)深度大、深部裂隙發(fā)育、水巖換熱充分且揭露流體淺的構造區是優(yōu)質(zhì)的地熱開(kāi)發(fā)靶區。
隨著(zhù)探測深度的增大,地下水活動(dòng)變得微弱,必須通過(guò)熱儲增產(chǎn)技術(shù)來(lái)提高熱能開(kāi)采效率,目前世界各國在干熱巖上離“經(jīng)濟開(kāi)發(fā)”還有很長(cháng)的路要走。主要技術(shù)難題在于難以形成較大規模的有效換熱面積,當前技術(shù)條件下人工建造的儲層與天然熱儲相比在有效的裂隙網(wǎng)絡(luò )規模上還有很大的差距。因此,未來(lái)我國地熱勘查開(kāi)發(fā)快速增長(cháng)仍然應該聚焦4000 m以淺水熱活動(dòng)強烈或者具有構造深循環(huán)特征的地熱甜點(diǎn)區,穩步實(shí)施深層碳酸鹽巖、酸性巖、變質(zhì)巖等水熱活動(dòng)微弱的干熱層位地下熱能的開(kāi)采。
地熱能開(kāi)發(fā)利用必須實(shí)現規?;?。盡管我國地熱能直接利用量已經(jīng)位居全球第一,但相對于其他可再生能源,地熱能在一次能源消費中占比不足1%,且以分散式的地熱水供暖和淺層地熱能供暖/制冷為主。
構建地熱的規?;?a href="http://m.keyinmall.com/t/開(kāi)發(fā)利用.html" >開(kāi)發(fā)利用技術(shù)體系是未來(lái)地熱產(chǎn)業(yè)長(cháng)遠發(fā)展必須面臨的問(wèn)題。這其中就包括了3個(gè)方面:最關(guān)鍵的是如何圈定有利于熱能規?;_(kāi)采的地質(zhì)體,即靶區優(yōu)選技術(shù);構建供熱和用熱負荷相平衡的地熱開(kāi)發(fā)利用技術(shù),包括熱儲增產(chǎn)改造、熱能梯級綜合利用、建筑節能等相關(guān)技術(shù);充分發(fā)揮地熱能安全、穩定、清潔、高效的特點(diǎn),建立地熱能與太陽(yáng)能、燃氣、電能等耦合利用技術(shù),通過(guò)儲能技術(shù)拓展地熱應用范圍,讓地熱能成為適宜性廣、開(kāi)發(fā)成本低、運行效果好的可再生能源。
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