干热岩(青海干热岩开发)

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干热岩(青海干热岩开发)冷科普

前几天看见一个有趣的问题:将金属棒插入地壳中,通过热传导获得能量可行吗?

干热岩(青海干热岩开发)-第1张图片


查阅资料后发现,虽然金属棒这一方式并不靠谱,但是人类早就想到了其他方法利用地热资源,其中一个已经应用到了日常生活中,它就是——干热岩取热。2017年,山西省太原市的一些小区尝试利用干热岩供暖,室内温度能够保持在25摄氏度左右。

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那么,问题来了,干热岩到底是什么?为什么它能够提供热量呢?

干热岩是一种埋在地下3到10公里处,温度大于200摄氏度,内部不含水或蒸气的致密热岩体。干热岩的形成过程与地球结构息息相关,在地球最内部的地核中,流动着接近7000摄氏度百思特网的熔浆,它的热量会不断上升,穿过地幔,接近地壳,因此,受高温环境的影响,地壳中的一些岩石层就会逐步演变为干热岩。

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那是不是说,在地球上的任何地方向下挖掘,都可以开发出干热岩?它是一种“无处不在的资源”?理论上讲,确实如此。但基于目前的科技水平,我们讨论的干热岩还仅限于埋深较浅、温度较高且具有开发价值的热岩体。

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那么,既然得知了地下储藏着地热资源,人类又该如何获取它呢?

这主要分为以下几个步骤:

1. 从地表向干热岩中打一口“注入井”;

2. 封闭井孔,并向里面高压注入低温水;

3. 极高的水压迫使岩层出现裂缝,逐渐形成一个面状的热储构造;

4. 再从地表向下钻几个“生产井”,它们可以将蒸汽和高温水回收到地面;

5. 利用这些高温蒸汽就可以供暖或者发电,剩余的温水会通过注入井返回到干热岩中,从而实现能源的循环利用。

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由此可见,干热岩不仅是一种丰富的可再生资源,开发过程还安全环保、高效节能、不受环境因素的限制,就像是一个隐藏在地下的天然“锅炉”,吸引着各国的目光。

据中国地质调查局评估,我国3到10公里深处的干热岩资源总量相当于860万亿吨标准煤,占世界资源量的1/6,假设仅能开采出2%,也是我国2010年能源消耗总量的5300倍,其中,青藏高原、松辽盆地、渤海湾盆地和东南沿海等地分布较多。2015年5月,中国第一个干热岩资源勘查深井在福建漳州市清泉林场开钻;2017年8月,我国科学家在青海共和盆地3705米深处,钻获了温度高达236摄氏度的干热岩体;2019年7月,山东省发现四处干热岩富存区,资源总量相当于187.79亿吨标准煤。

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这些数字听起来让人蠢蠢欲动。但目前为止,干热岩的开发还存在着技术难关、人才紧缺、投入产出比太低等问题。2020年7月,中国科学院传来一则好消息:广州能百思特网源研究所研究员蒋方明团队另辟蹊径——“只采热、不采水”。这个想法和视频开头提出的脑洞相似,只不过把金属棒换成了一根独特的重力热管,它可以从干百思特网热岩中持续吸热,并将热能传输至地面。与传统的取热方式相比,这种方法不需要水力压裂,降低了投资成本;还避免了管内液体与岩体直接接触,减少了工质损失;最终得到的气体热能也拥有更多的利用方式。

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综上所述,不难发现,干热岩如同一个埋藏于地下的宝藏,它充满着诱惑,挖掘起来却困难重重。但是,相信随着技术水平和科研能力的不断提高,干热岩终有一天能真正走上商业化的道路。

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