干热岩,兴地热能源,是一般温度大于200℃,埋深数千米,内部不存在流体或仅有少量地下流体的高温岩体,存量巨大。
中文名干热岩
英文名HDR
别称增强型地热系统
类别新兴地热能源
简介干热岩通常指埋藏在地下一定深度,是没有水或蒸汽的、致密不渗透的热岩体,温度在150℃以上,是一种可用于高温发电的清洁资源。[1]这种岩体的成分可以变化很大,绝大部分为中生代以来的中酸性侵入岩,但也可以是中新生代的变质岩,甚至是厚度巨大的块状沉积岩。干热岩主要被用来提取其内部的热量,因此其主要的工业指标是岩体内部的温度。
开发方式开发干热岩资源的原理是从地表往干热岩中打一眼井(注入井),封闭井孔后向井中高压注入温度较低的水,产生了非常高的压力。在岩体致密无裂隙的情况下,高压水会使岩体大致垂直最小地应力的方向产生许多裂缝。若岩体中本来就有少量天然节理,这些高压水使之扩充成更大的裂缝。当然,这些裂缝的方向要受地应力系统的影响。
随着低温水的不断注入,裂缝不断增加、扩大,并相互连通,最终形成一个大致呈面状的人工干热岩热储构造。在距注入井合理的位置处钻几口井并贯通人工热储构造,这些井用来回收高温水、汽,称之为生产井。注入的水沿着裂隙运动并与周边的岩石发生热交换,产生了温度高达200-300℃的高温高压水或水汽混合物。从贯通人工热储构造的生产井中提取高温蒸汽,用于地热发电和综合利用。利用之后的温水又通过注入井回灌到干热岩中,从而达到循环利用的目的。
我国资源青海地勘人员在共和盆地成功钻获温度高达153从干热岩地热资源区域分布上看,青藏高原南部占中国大陆地区干热岩总资源量的20.5%,温度亦最高;其次是华北(含鄂尔多斯盆地东南缘的汾渭地堑)和东南沿海中生代岩浆活动区(浙江—福建—广东),分别占总资源量的8.6%和8.2%;东北(松辽盆地)占5.2%;云南西部干热岩温度较高,但面积有限,占总资源量的3.8%基于现有地热测量数据,中国大陆地区3—10Km深度段干热岩地热资源总量(基数)为2.09×107EJ,低于中国地质调查局报道的资源基数(2.52×107EJ),相当于71.5×105亿t标准煤。
即便按2%的可开采资源量计算,亦达4.2×105EJ,相当于14.3×103亿t标准煤,是中国大陆2010年能源消耗总量的4400倍。随着传统化石能源的日益减少,地热能具备在中国能源中占有重要位置的资源基础。
开发进程共和盆地位于青藏高原腹地,这次钻获的干热岩资源具有埋藏浅、温度高、分布范围广的特点,填补了我国一直没有勘查发现干热岩资源的空白。据青海省水文地质工程地质环境地质调查院专家介绍,在共和盆地钻获的干热岩致密不透水,1600米以下无地下水分布迹象,符合干热岩的特征条件。该岩体在共和盆地底部广泛分布,钻孔控制干热岩面积达150平方公里以上,干热岩资源潜力巨大。有关专家称,青藏高原在隆升过程中形成了一系列地热资源,从干热岩地热资源区域分布看,青藏高原南部约占我国大陆地区干热岩总资源量的1/5,资源量巨大。
"干热岩发电技术可大幅降低温室效应和酸雨对环境的影响,且不受季节、气候制约,"青海省水文地质工程地质勘查院院长严维德说,"利用干热岩发电的成本仅为风力发电的一半,只有太阳能发电的十分之一。"
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