干熱巖科普資料

干熱巖科普近日，《中國國土資源報》一則有關《我國第一口干熱巖科學鉆探深井開鉆》的新聞引起了人們的廣泛關注。

5月21日，由中國地質調查局組織實施的我國首個干熱巖科學鉆探深井，在福建省漳州龍海市東泗鄉(xiāng)清泉林場開鉆，鉆探深度將達4000米，這標志著我國干熱巖勘查開發(fā)進入實踐探索階段。據(jù)悉，實施干熱巖科學鉆探，在我國尚屬首次。那究竟什么是干熱巖？干熱巖有什么用途？本期，小編給您簡略介紹一些有關干熱巖的知識。

一、干熱巖的定義和特點

干熱巖是一種沒有水或蒸汽的熱巖體，主要是各種變質巖或結晶巖類巖體，埋藏于距地表2～6公里的深處，其溫度范圍很廣，在150～350℃之間。干熱巖的熱能賦存于巖石中，較常見的巖石有黑云母片麻巖、花崗巖、花崗閃長巖等。一般干熱巖上覆蓋有沉積巖等隔熱層。

圖一地球內(nèi)部推測溫度分布曲線

干熱巖是一種地熱資源。在學術界，干熱巖有時被稱為“熱干巖”，其英文名稱為“HotDryRock”。干熱巖的分布幾乎遍及全球，用一些科學家的話說，它是無處不在的資源。從理論上說，隨著地球向深部的地熱增溫，任何地區(qū)達到一定深度都可以開發(fā)出干熱巖，因此干熱巖又被稱為是無處不在的資源。但就現(xiàn)階段來看，由于技術和手段等限制，干熱巖資源專指埋深較淺、溫度較高、有開發(fā)經(jīng)濟價值的熱巖體。目前干熱巖開發(fā)利用潛力最大的地方，是新火山活動區(qū)，或地殼已經(jīng)變薄的地區(qū)，這些地區(qū)主要位于全球板塊或構造地體的邊緣。

二、干熱巖的用途

1、干熱巖可用于發(fā)電

目前，人們對干熱巖的開發(fā)利用，主要是發(fā)電。利用干熱巖發(fā)電技術可大幅降低溫室效應和酸雨對環(huán)境的影響，且不受季節(jié)、氣候制約。而且將來利用干熱巖發(fā)電的成本僅為風力發(fā)電的一半，只有太陽能發(fā)電的十分之一。

干熱巖發(fā)電的基本原理是：通過深井將高壓水注入地下2000～6000米的巖層，使其滲透進入巖層人工壓裂造出的縫隙并吸收地熱能量；再通過另一個專用深井（相距約200～600米左右）將巖石裂隙中的高溫水、汽提取到地面；取出的水、汽溫度可達150～200℃，通過熱交換及地面循環(huán)裝置用于發(fā)電；冷卻后的水再次通過高壓泵注入地下熱交換系統(tǒng)循環(huán)使用。整個過程都是在一個封閉的系統(tǒng)內(nèi)進行。

（1）

（2）圖二干熱巖發(fā)電原理圖

采熱的關鍵技術是在不滲透的干熱巖體內(nèi)形成熱交換系統(tǒng)。試驗中，常用的地下熱交換系統(tǒng)的模式主要有三種。

8、瑞典的干熱巖利用介紹

位于瑞典西海岸的Fjallbacka，在1984年就被設立為野外試驗地，用于干熱巖地下熱交換系統(tǒng)開發(fā)研究，解決地質學與水文地質學問題。最初，這里鉆了深度分別為200米、500米和70米的三口井，用于描繪預想中地下熱交換系統(tǒng)的特征。

四、我國干熱巖的分布及開發(fā)利用進程

我國地熱資源豐富，經(jīng)科學測算，中國大陸3千米至10千米深處干熱巖資源總計為2.09×1017艾焦耳，合7.149×1014噸標準煤，若按2%可開采資源量計算，相當于中國大陸2010年能源消耗總量的4400倍。從區(qū)域分布上看，青藏高原南部占中國大陸地區(qū)干熱巖總資源量的20.5%，溫度也最高；其次是華北(含鄂爾多斯盆地東南緣的汾渭地塹)和東南沿海中生代巖漿活動區(qū)(浙江、福建、廣東)，分別占總資源量的8.6%和8.2%；東北(松遼盆地)占5.2%；云南西部干熱巖溫度較高，但面積有限，占總資源量的3.8%。

據(jù)國土資源部地熱業(yè)務中心籌備辦公室主任、地熱研究室主任王貴玲介紹，國內(nèi)對干熱巖的接觸始于上個世紀90年代，中國國家地震局地殼應力研究所和日本中央電力研究所在北京房山區(qū)合作進行了干熱巖發(fā)電的研究試驗工作。

2012年，國家“863”計劃支持了《干熱巖熱能開發(fā)與綜合利用技術》項目啟動，中國開始了干熱巖開發(fā)利用的關鍵技術研究。此后，中國地質調查局地熱資源調查研究中心編制了《全國干熱巖勘查與開發(fā)示范實施方案》，計劃在掌握全國干熱巖資源與潛力的基礎上，找出優(yōu)先開發(fā)靶區(qū)，建立干熱巖勘查示范基地，形成我國干熱巖勘查開發(fā)的關鍵技術體系，推進我國干熱巖技術商業(yè)化。

按照《全國干熱巖勘查與開發(fā)示范實施方案》，我國將評價全國干熱巖資源與潛力，找出優(yōu)先開發(fā)靶區(qū)，建立干熱巖勘查示范基地，形成我國干熱巖勘查開發(fā)的關鍵技術體系，推進我國干熱巖技術商業(yè)化。這些目標分三個階段完成：

2013～2015年是第一個階段。這個階段將評價重點地區(qū)干熱巖資源數(shù)量與品級，圈定干熱巖靶區(qū)，初步建立干熱巖勘查開發(fā)試驗研究基地。

第二階段是“十三五”的5年。要評價出全國干熱巖資源的潛力，圈定出一批勘查開發(fā)利用靶區(qū)，實現(xiàn)干熱巖示范工程發(fā)電，并形成我國干熱巖勘查開發(fā)指導方案。

而“十三五”之后的第三個階段，實現(xiàn)干熱巖發(fā)電的商業(yè)性運營，不僅發(fā)電成本降低，還建立起一套自有的干熱巖開發(fā)方法體系。

2013年底，國土資源部專門成立的中國地調局地熱資源調查研究中心，為示范工程的開展提供了堅實的團隊支撐。截至目前，我國已初步篩選出干熱巖勘查開發(fā)的幾大重點區(qū)域：東南沿海地區(qū)、藏南地區(qū)、大同盆地、松遼平原、環(huán)渤海地區(qū)、長白山地區(qū)、五大連池地區(qū)、雷州半島地區(qū)、瓊北、川西、滇西、華北平原、蘇北盆地、關中盆地、塔里木盆地、柴達木盆地、準噶爾盆地、阿爾山地區(qū)、塔什庫爾干地區(qū)。國內(nèi)部分省市對干熱巖的開發(fā)利用也表現(xiàn)出了興趣，如山東、青海、廣東等省在這個領域都已經(jīng)有了投入，但距離試驗性的開發(fā)利用仍有漫長的路要走。

五、我國與干熱巖相關的部分政策

1、2005年2月28日，國家主席胡錦濤頒布33號主席令：2006年1月1日《中華人民共和國可再生能源法》開始正式實施。地熱能的開發(fā)與利用被明確列入新能源所鼓勵發(fā)展的范圍。

2、2005年11月29日，國家發(fā)展和改革委員會制訂并頒布了《中華人民共和國可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導目錄》，“地熱發(fā)電、地熱供暖、地源熱泵供暖或空調、地下熱能儲存系統(tǒng)”被列入重點發(fā)展項目；“地熱井專用鉆探設備、地熱井泵、水源熱泵機組、地熱能系統(tǒng)設計、優(yōu)化和測評軟件、水的熱源利用”等被列為地熱利用領域重點推薦選用的設備。

3、2006年4月，《國土資源“十一五”規(guī)劃綱要》出臺，提出“十一五”期間要加大能源礦產(chǎn)的勘查力度，“開展地熱、干熱巖資源潛力評價，圈定遠景開發(fā)區(qū)?！?/p>

4、2006年8月，國家財政部發(fā)布《可再生能源發(fā)展專項資金管理暫行辦法》中明確提出“加強對可再生能源發(fā)展專項資金的管理，重點扶持燃料乙醇、生物柴油、太陽能、風能、地熱能等的開發(fā)利用?！逼渲械诙掠嘘P“扶持重點”第七條中提出“在建筑供熱、采暖和制冷的可再生能源開發(fā)利用，重點支持太陽能、地熱能等在建筑物中的推廣應用?！?/p>

5、2006年12月，《北京市“十一五”時期地質勘查發(fā)展規(guī)劃》提出：“將加大地熱能、淺層地熱能等可再生資源的開發(fā)利用力度，到2010年新能源和再生能源占能源消費總量的比重爭取到4%”?！耙訌娖皆瓍^(qū)已知地熱田外圍地質的勘查、增加地熱資源儲量、開展地熱資源空白區(qū)的勘查評價”。完成規(guī)劃新城和新農(nóng)村建設的綜合地質勘查、地熱資源勘查……。

6、2007年1月，建設部發(fā)布《建設事業(yè)“十一五”重點推廣技術領域》，確定了“十一五”期間九大重點推廣技術領域，其中“建筑節(jié)能與新能源開發(fā)利用技術領域”中重點推廣太陽能、淺層地熱能、生物質能及其他能源利用技術；其中重點推廣建筑節(jié)能改造技術：供熱采暖制冷系統(tǒng)節(jié)能改造技術。

7、2007年6月，國務院發(fā)布《國務院關于印發(fā)節(jié)能減排綜合性工作方案的通知》（國發(fā)[2007]15號），明確提出要“大力發(fā)展可再生能源，抓緊制訂出臺可再生能源中長期規(guī)劃，推進風能、太陽能、地熱能、水電、沼氣、生物質能利用以及可再生能源與建筑一體化的科研、開發(fā)和建設，加強資源調查評價。

8、2007年9月，國家發(fā)展和改革委員會組織制定了《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》，經(jīng)國務院審議、正式公布。其中對地熱能的中長期發(fā)展目標和方向做出明確規(guī)定?！耙e極推進我國地熱能的開發(fā)利用，合理利用地熱資源，推廣滿足環(huán)境保護和水資源保護要求的地熱供暖、供熱水和地源熱泵技術；在具有高溫地熱資源的地區(qū)發(fā)展地熱發(fā)電，研究開發(fā)高溫地熱發(fā)電技術；在長江流域和沿海地區(qū)發(fā)展地表水、地下水、土壤等淺層地熱能進行建筑采暖、空調和生活熱水供應。到2010年，地熱能的年利用量達到400萬噸標準煤，到2020年，地熱能年利用量達到1200萬噸標準煤”。

9、2013年1月10日，國能新能[2013]48號文《國家能源局、財政部、國土資源部、住房和城鄉(xiāng)建設部關于促進地熱能開發(fā)利用的指導意見》發(fā)布。該文件明確了我國地熱能開發(fā)利用的指導思想：“以調整能源結構、增加可再生能源供應、減少溫室氣體排放、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展為目標，大力推進地熱能技術進步，積極培育地熱能開發(fā)利用市場，按照技術先進、環(huán)境友好、經(jīng)濟可行的總體要求，全面促進地熱能資源的合理有效利用”，并確定基本原則：政府引導，市場推動；因地制宜，多元發(fā)展；加強監(jiān)管，保護環(huán)境。主要目標是：到2015年，全國地熱供暖面積達到5億平方米，地熱發(fā)電裝機容量達到10萬千瓦，地熱能年利用量達到2000萬噸標準煤，形成地熱能資源評價、開發(fā)利用技術、關鍵設備制造、產(chǎn)業(yè)服務等比較完整的產(chǎn)業(yè)體系。到2020年，地熱能開發(fā)利用量達到5000萬噸標準煤。

《指導意見》還強調了重點任務：開展地熱能資源詳查與評價；加大關鍵技術研發(fā)力度；積極推廣淺層地熱能開發(fā)利用；加快推進中深層地熱能綜合利用；積極開展深層地熱發(fā)電試驗示范；創(chuàng)建中深層地熱能利用示范區(qū)；還要完善地熱能產(chǎn)業(yè)服務體系。

值得注意的是，《指導意見》在政策措施中正式對地熱能明確了完善價格財稅扶持政策：按照可再生能源有關政策，中央財政重點支持地熱能資源勘查與評估、地熱能供熱制冷項目、發(fā)電和綜合利用示范項目。特別明文規(guī)定：“按照可再生能源電價附加政策要求，對地熱發(fā)電商業(yè)化運行項目給予電價補貼政策。還明確了：利用地熱能供暖制冷的項目運行電價參照居民用電價格執(zhí)行。

10、2013年8月1日，國家發(fā)展改革委[2013]30號文發(fā)布《國務院關于加快發(fā)展節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)的意見》，指出解決節(jié)能環(huán)保問題是擴內(nèi)需、穩(wěn)增長、調結構，打造中國經(jīng)濟升級版的一項重要而緊迫的任務，要求加快發(fā)展節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)，拉動投資和消費，形成新的產(chǎn)業(yè)增長點。

11、2014年1月20日，國家能源局[2014]38號《2014年能源工作指導意見》中指出大力發(fā)展清潔能源，促進能源綠色發(fā)展。堅持集中式與分布式并重、集中送出與就地消納結合，穩(wěn)步推進水電、風電、太陽能、生物質能、地熱能等可再生能源發(fā)展，安全高效發(fā)展核電。積極推進生物質能和地熱能開發(fā)利用。完善有關政策措施，積極推進生物質能和地熱能供熱示范工程建設，大力推廣生物質能和地熱能在民用和工業(yè)供熱中的應用，鼓勵生物質熱電聯(lián)產(chǎn)，在資源條件具備的區(qū)域優(yōu)先使用地熱能供熱。

12、2014年6月7日，國務院辦公廳印發(fā)《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃(2014-2020年)》，《規(guī)劃》強調著力優(yōu)化能源結構，把發(fā)展清潔低碳能源作為調整能源結構的主攻方向。堅持發(fā)展非化石能源與化石能源高效清潔利用并舉，逐步降低煤炭消費比重，提高天然氣消費比重，大幅增加風電、太陽能、地熱能等可再生能源和核電消費比重。

實施新城鎮(zhèn)、新能源、新生活行動計劃。鼓勵有條件的地區(qū)發(fā)展熱電冷聯(lián)供，發(fā)展風能、太陽能、生物質能、地熱能供暖。積極發(fā)展地熱能、生物質能和海洋能。堅持統(tǒng)籌兼顧、因地制宜、多元發(fā)展的方針，有序