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中国发现大量“新型能源”,储量占世界1/6,干热岩能干点啥?

 龙飞2020 2022-08-22 发布于北京

上世纪70年代,中东产油国联手发动了“石油危机”,用一手石油出口,打得欧美国家难以招架。从此他们意识到,石油资源如果受制于人,可以说是国家安全的一大隐患了。因此,他们纷纷开始寻找能够替代石油的能源。

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当然,不久之后,冷战形势逆转,苏联解体,欧美阵营在国际上极其顺风,也就把寻找新能源这事儿扔到脑后了。

但相比于欧美等国,我国对于新能源这件事儿向来非常关心。在寻找新能源的道路中,有这么一个东西引起了大家的注意。专家们纷纷评价它的前途“不可限量”。那么,这个新能源究竟是什么?为何能让大家对其如此看好呢?

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提到“替代石油”,我们就需要了解一下,石油资源究竟可以用来做什么。在上世纪70年代,石油资源除了可以用于工业、材料制作、燃料以外,还可以利用石油气进行火力发电。在当时,不少国家的电力设施就需要石油气和煤炭资源。

在这些作用中,最容易被替代的自然是发电功能。时间步入21世纪后,石油在“发电”这一领域的作用,开始被天然气这种烧起来无色无味的清洁能源所替代。而天然气带来的电力系统同样支撑了一座城市的运转。在中国,天然气发电占了电力供应的近三成。

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但我国是一个幅员辽阔,人口众多的大国,无论多少资源,在这样的摊子面前,都会被稀释。因此,不管是石油、天然气还是煤炭,中国在这些领域的自给能力都不算十分丰富。因此,如何寻找一个完全可以自给自足,不依赖外国的资源,就成了一项非常值得研究的课题。

就在这时,“干热岩”映入了大家的眼帘。

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“干热岩”这个东西,可能很多人会有点陌生。毕竟这是一个新兴的东西。在21世纪的前十年里,世界上一直都在提倡风力、太阳能这种“可再生”的发电资源,而干热岩虽然早在70年代就被美国发现,但相比于上面那些明星“可再生”资源,并不十分受到重视。

不过,随着研究的不断深入,大家发现,这些利用可再生资源的发电手段,比起传统的火力发电,还是有一点差强人意。然而在这几年,“干热岩”异军突起,很多专家都对于它的开发前景表达了乐观的态度。

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干热岩,指的是一种深埋于地下数千米的高温岩体。众所周知,地底的温度是非常高的,常有岩浆在地下流动。而干热岩就覆盖在岩浆上面。它的物理特性致密而不透水,内部基本为固体,总体来说十分稳定。在地下岩浆的影响下,这些岩石一般会被烧得火热,温度大概都会在180℃到200℃左右,这也就是干热岩的由来。

可能会有一些人有疑问了,这干热岩深埋地下,挪也挪不走,虽然温度确实够高,可是该如何使用呢?

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这个问题自然难不住研究人员。目前比较成熟地利用干热岩的办法是:找准干热岩的位置,然后朝下打一口“注入井”。接下来,我们会将这个注入井的井孔封闭,然后以极高的水压,把低温水注入井里。

因为注入井的井孔被封死,井中的压力无法排解,自然就会向地下传导。久而久之,水压就会把地下的干热岩层冲开,形成一个面状的层岩,这种构造十分有利于我们采集热能。同时,因为干热岩的温度,这些低温水也会被加工成蒸汽和高温水

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然后就是如何利用的问题了。施工人员会继续在这块构造的基础上,钻出“生产井”来,通过生产井,我们就能顺利地将地下的蒸汽和高温水取回,这些热能足以进行供暖和发电使用。而用过了的温水、冷水,我们可以将它们重新通进注入井内,输送回热干岩层进行加工,从而实现循环利用。

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可能会有不少人对此表达疑问,干热岩发电的收益真的值得如此大费周章吗?对此,不少专家和学者得出了肯定的答复。

干热岩的资源利用率极高,发电效率可以达到惊人的73%,这个数字几乎远超太阳能、风力等新兴的可再生能源。而且更加让人欣喜的是,干热岩不但在发电效率上碾压二者,在成本上更是让人心情舒畅。

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干热岩发电的成本只有风力发电的五成,太阳能发电的一成,节省下的资源几乎不可限量,完全值得大力投入其中。而且像太阳能、风力这种发电装置,实在是有点“看天吃饭”,如果哪一年的日照水平不足,或者普遍少风,这发电的效率更要大打折扣。

相比之下,干热岩就在地下,不会移动,随取随用,只要地下的岩浆不停止流动或者换了位置,干热岩资源就是取之不尽,用之不竭的。

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当然,干热岩这个带不走的问题,也会滋生一些其他的困扰:这个东西无法从国外进口,那么我国的干热岩资源储备够不够用的?

完全够用!干热岩从“十二五规划”开始,就被我国能源部门所重视,随即,在全国掀起了一场关于干热岩的探测工作。探测结果让人感到极为惊喜。

根据探测,在我国3~10千米的地下,蕴含着约合856万亿吨标准煤的干热岩资源,这个资源量占全世界的1/6左右。而且干热岩资源是完全可以再生的,不需要担心枯竭的问题。如果善加利用,我国在未来的几千年之内可能都不会担心这方面的问题。

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干热岩利用效率奇高,成本相对低廉,又满足了可循环、可再生的要求,可以说是21世纪的完美资源之一,能够极大的解放天然气、石油、煤炭资源,让它们能够投入到更多的领域去。

我国已被探查到的干热岩资源,除了广袤的青藏高原外,也主要集中在东北的松辽盆地、华北的渤海湾盆地,和东南沿海地区。可以看出,这些资源主要分布在我国东部。这对于我国的能源区域占比情况来说,可谓是个天大的好消息。毕竟,我国东部作为人口较为集中的地区,各类资源尤为紧张。即使国家已经发起了“西电东送”的工程,仍显得有些供不应求。

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在此基础上,我国东部发现的干热岩资源就算是解决了一点燃眉之急。特别是2019年7月,我国在山东省的日照市、威海市两地,均发现了折合标准煤187.79亿吨的干热岩富存区,而且这些干热岩也已经开始投入民用。

当然,干热岩虽然前途光明,但也确实存在着不少问题。毕竟干热岩是一种新兴能源,国内对于它的研究还处于一种“开荒”阶段。相关的法律法规、政策路径、技术标准等,还不是非常健全,大多数应用仅仅停留在试验阶段。由于缺乏技术的投入,干热岩能源的价格也是居高不下,单个住户很难完全负担得了,还是得靠集体供暖等手段来处理。

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但无论如何,开发新能源,摆脱对旧能源的依赖,对于中国来说,终究还是一件好事。希望科研学者继续对干热岩进行长足的研究,早日将其投产定型,以早日缓解我国的能源问题。

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