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大有潜力的能源『干热岩』

 三泰书斋 2016-03-18

干热岩又称为热干岩石,是存在于高温但无水或少水的岩体中的地热能,是一般温度大于200℃,埋深数千米的高温岩体。其成分绝大部分为中生代以来的中酸性侵入岩,也可以是中新生代的变质岩,或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。从现阶段地热利用来说,专指深埋于地表下5000米以内、温度200℃以上、有开发利用价值的热岩。这是一种比蒸汽、热水、石油、煤炭、天然气等更为巨大的热资源。据估算,若能够将美国干热岩体中的能量全部利用起来,相当于17X10(14次方)桶石油的量级。即相当于美国已探明的石油储量的6万倍。


开发干热岩资源是从地表往热岩体中打注入井,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。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。利用之后的温水再通过注入井回灌到干热岩体中,循环利用。


地球本身象一个大锅炉,干热岩是贮存在地球内部的可再生热能,一般集中分布在构造板块边缘一带,分布相对比较分散,因此开发难度很大,而且成本较高。一口深井的钻探费用约1000万美元。由于地热能是储存在地下的,不会受到任何天气状况的影响,随时可以采用,不带有害物质。应改进勘探和提取技术,降低成本费用。


如果有了可开发利用的条件,干热岩便成了具有开发意义的地热资源。


关于地热的来源,有多种假说。一般认为,地热主要来源于地球内部放射性元素蜕变放出热能;其次是地球自转产生的旋转能以及重力分异、化学反应,岩矿结晶释放的热能等。在地球形成过程中,这些热能的总量超过地球散逸的热能,形成巨大的热储量,使地壳局部熔化形成岩浆作用、变质作用。



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