乾熱巖是什麼?中國儲量可用4千年,或將改變世界能源格局
前幾天看見一個有趣的問題:
將金屬棒插入地殼中,透過熱傳導獲得能量可行嗎?
查閱資料後發現,雖然金屬棒這一方式並不靠譜,但是人類早就想到了其他方法利用地熱資源,其中一個已經應用到了日常生活中,它就是——
乾熱巖取熱
。2017年,山西省太原市的一些小區嘗試利用乾熱巖供暖,室內溫度能夠保持在25攝氏度左右。
那麼,問題來了,
乾熱巖到底是什麼?為什麼它能夠提供熱量呢?
乾熱巖是一種埋在地下3到10公里處,溫度大於200攝氏度,內部不含水或蒸氣的緻密熱巖體。乾熱巖的形成過程與地球結構息息相關,在地球最內部的地核中,流動著接近7000攝氏度的熔漿,它的熱量會不斷上升,穿過地幔,接近地殼,因此,受高溫環境的影響,地殼中的一些岩石層就會逐步演變為乾熱巖。
那是不是說,
在地球上的任何地方向下挖掘,都可以開發出乾熱巖?它是一種“無處不在的資源”?
理論上講,確實如此。但基於目前的科技水平,我們討論的乾熱巖還僅限於
埋深較淺、溫度較高且具有開發價值的熱巖體
。
那麼,既然得知了地下儲藏著地熱資源,
人類又該如何獲取它呢?
這主要分為以下幾個步驟:
1。 從地表向乾熱巖中打一口“注入井”;
2。 封閉井孔,並向裡面高壓注入低溫水;
3。 極高的水壓迫使岩層出現裂縫,逐漸形成一個面狀的熱儲構造;
4。 再從地表向下鑽幾個“生產井”,它們可以將蒸汽和高溫水回收到地面;
5。 利用這些高溫蒸汽就可以供暖或者發電,剩餘的溫水會透過注入井返回到乾熱巖中,從而實現能源的迴圈利用。
由此可見,乾熱巖不僅是一種豐富的
可再生資源
,開發過程還
安全環保、高效節能、不受環境因素的限制
,就像是一個隱藏在地下的天然“鍋爐”,吸引著各國的目光。
據中國地質調查局評估,我國3到10公里深處的乾熱巖資源總量相當於860萬億噸標準煤,佔世界資源量的1/6,假設僅能開採出2%,也是我國2010年能源消耗總量的5300倍,其中,青藏高原、松遼盆地、渤海灣盆地和東南沿海等地分佈較多。2015年5月,中國第一個乾熱巖資源勘查深井在福建漳州市清泉林場開鑽;2017年8月,我國科學家在青海共和盆地3705米深處,鑽獲了溫度高達236攝氏度的乾熱巖體;2019年7月,山東省發現四處乾熱巖富存區,資源總量相當於187。79億噸標準煤。
這些數字聽起來讓人蠢蠢欲動。但目前為止,乾熱巖的開發還存在著
技術難關、人才緊缺、投入產出比太低
等問題。2020年7月,中國科學院傳來一則好訊息:廣州能源研究所研究員蔣方明團隊另闢蹊徑——“
只採熱、不採水
”。這個想法和影片開頭提出的腦洞相似,只不過把金屬棒換成了一根獨特的
重力熱管
,它可以從乾熱巖中持續吸熱,並將熱能傳輸至地面。與傳統的取熱方式相比,這種方法不需要水力壓裂,降低了投資成本;還避免了管內液體與巖體直接接觸,減少了工質損失;最終得到的氣體熱能也擁有更多的利用方式。
綜上所述,不難發現,乾熱巖如同一個埋藏於地下的寶藏,它充滿著誘惑,挖掘起來卻困難重重。但是,相信隨著技術水平和科研能力的不斷提高,乾熱巖終有一天能真正走上商業化的道路。