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可供中国使用3800年的清洁能源?他们急了

作者:
2022-02-08 10:15:31

从资源勘探的角度来说,位于青海的共和盆地是中国目前干热岩开采条件最优质的地方。庞忠和说,这里大约地下4千米的深度,地热温度能达到200℃,再继续往深部走,温度也随之增高,大约每一千米能增加45℃。2010年之后,全球新启动的10个干热岩开发项目中,青海共和项目也是备受关注的一个。但能否实现商业化开采,则是另外一回事。

2003年,位于澳大利亚库珀盆地的干热岩开发项目立项,体量属于全球最大。该项目在4千米深处,能钻获的地热温度达到250℃,但由于钻井难度大和出口处蒸汽高温不能有效维持,迄今为止一直没有实现商业化,政府也不愿再出资。

在欧洲,位于法国的苏尔茨项目,由德国、法国、英国联合开展,是目前为止,全球最成功并稳定商业发电的干热岩开发项目。苏尔茨项目有4口钻探井,在5千米的深度,获得的温度为200℃。不过,庞忠和告诉《中国新闻周刊》,这个项目的投入和产出是很不划算的。欧盟为其注资了上亿欧元,但该项目现在加起来的能源出力,大约是两个兆瓦。

尚没有出现颠覆性的开发技术

2010年,庞忠和参加了中国科学院院组织的“中国能源路线图2050”制定工作,关于深层地热能的开发,包括干热岩,预计工程化的时间节点是2035年。现在看来,这个时间线的判断是基本合理的,庞忠和说,目前这个领域并没有出现颠覆性的技术。

开发干热岩的技术被称为增强型地热系统(EGS),是指通过水力压裂等工程手段在干热岩体中形成人工地热储层,采出大量热能的人工地热系统。储层是油、气、水等物质储集和流动的岩层空间。

美国曾将EGS技术列为最为重要的新能源技术之一,开始进行研究。但干热岩项目的“鼻祖”,1973年在美国新墨西哥州开展的芬顿山项目,最终也因经费、技术等问题被迫停止。

庞忠和介绍,地热的开发利用,就是跟地球进行换热,这个过程如果用流体进行,会比没有流体的传导式换热,效率至少高3~5倍。因此现在的地热开发,主要是通过抽水把热能带上地表来,成本才经济划算。而在地表4千米往下,地球的裂隙愈小,物质结构越紧密,基本上含水量特别低,不具备水热型地热开发的条件。

除了深部钻探、压裂的高昂成本与技术困难,另一方面,干热岩的开发还会因为不时诱发地震,成为开发干热岩时的一个重大安全问题。庞忠和说,因为压裂岩体时需要施加巨大的力量,对天然的应力场有比较明显的改变,再加上干热岩开发本身就偏爱有天然裂隙构造的地方,人工活动会让裂隙活化,两种情况都可能导致地震。

在瑞士第三大城市巴塞尔,市中心有一口废弃的钻探井,是这里曾经试图开发干热岩留下的痕迹。庞忠和曾造访过,他说,2004年左右,项目的压裂过程诱发了微小地震,最大震级约有3.5级,引发了周边居民的不满。他们起诉开发商,最后,以开发商赔偿几百万欧元、项目破产而告终。