说起能源问题,中国自1993年起就从能源净出口国变成了净进口国。也就是说,我们的本地能源产出已经供不应求,从此走上了从别的国家购买能源的不归路。
为了解决能源短缺的问题,我们也做了很多努力。我们因地制宜,在地势平坦的地区建起了核电站;在沿海城市推广潮汐发电;在偏远的山区建造了风力涡轮机,安装了太阳能电池板...这些新型的能量我们似乎都很熟悉,但其实在地球深处隐藏着一种巨大的能量,它存在于那些不起眼的岩石中。这种利用岩石发电的技术被称为干热岩发电。
大概是目睹了火山爆发的威力之后,人类一直在寻找开发这种古老而巨大的能源的方法。经过寻找,我们终于找到了利用干热岩体发电的方法。它是由美国人莫顿和史密斯在1970年提出的。然而,它的提议并没有引起太多的注意。即使在科技飞速发展的2022年,其潜在价值也没有得到很好的挖掘。

什么是干热摇滚?
干热的岩石通过热量发电。目前,干热岩的正统定义是& mdash& mdash增强型地热系统(EGS)。广义上我们可以理解为地热资源,是一种温度一般在200摄氏度以上,埋深几公里,内部没有流体或有少量地下流体的高温岩体。
为了获得地下干热岩资源,我们需要几个步骤:
1.首先,从地面钻一口井(注入井)进入干热岩层。
2.关闭井眼后,向井内高压注入低温水,产生很高的水压。
3.最后,高压在岩层中产生了一个大致平面的人工干热岩石蓄热结构。
4.在注水井的合理位置多打几口竖井,是回收高温水和蒸汽的生产井,穿过人工蓄热构造。
5.提取的高温蒸汽可用于地热发电和综合利用,使用过的温水将通过注水井返回干热岩,达到循环利用的目的。

高压水注入时,如果岩体致密,没有裂缝,高压水会在岩体中造成许多大致垂直于最小地应力方向的裂缝。但是,如果岩体中存在少数天然节理,高压水就会使其扩展成更大的裂缝。之后随着低温水的不断注入,裂缝增大、扩张并相互连通,得到所谓的热储构造。
注入的低温水沿裂隙运动,不断与围岩进行热交换,最后被岩层加热后,变成高温高压水的混合物或温度高达200-300℃的水蒸气。这是干热岩发电的核心。

干热岩以其储量巨大、环保无污染的优势成为新能源中的后起之秀。干热发电概念提出4年后,美国在新墨西哥州启动了世界上第一个干热岩发电项目。此后,英、日、法等国也纷纷投入研发。
位于法国东北部的Soultz-sous-For & EC IRC;Ts地热田是近年来欧洲基于增强型地热系统的成功技术案例。2013年通过稳定利用干热岩技术实现地热发电目标,成功投入商业连续运行。它的诞生让干热岩从一个纯科研项目变成了一个具有一定可行性的商业项目。
中国干热岩
我国对干热岩的研究和开发相对较晚,但发展很快。2015年,经过“十二五”规划,我们成功钻成福建第一口勘探干热岩资源的深井,井深4000米。
2017年9月,青海共和盆地取得重大勘探突破,初步建立了干热岩勘探开发遴选评价体系和不同尺度干热岩资源评价方法。

总的来说,我们仍然处于干热岩发展的初级阶段,但许多专家都在呼吁干热岩,表达了他们的乐观态度。所以相关方面的朋友可以多关注一下,以后可能会一不小心走上发家致富的道路~
干热岩发电与传统发电
干热岩发电的成本由三部分组成。
一是初期勘探费用、土地使用费、注水井和取水井钻井费用、监测和跟踪岩石裂隙发育的费用(即地下换热系统发育的跟踪费用);二是向井内注水以获取地下热能的水费,以及保持系统压力平衡的注水泵费;三是建设地面二次循环系统& mdash& mdash发电设备和发电厂费用。
知道了这一点,再加上项目成本(指电厂的管理费和开办费),我们可以算出总成本:


最后,德国在阿尔萨斯的测试结果表明,干热岩发电的成本远低于太阳能光伏电池等其他发电方式。
德国学者在综合考虑斯图加特附近的Bad Urach干热岩试验基地的各种软硬环境后认为,在目前向第二代技术过渡的阶段,这个电厂的运营成本为每千瓦时8 ~ 10美分,约合人民币0.57元(来自GeodynamicsLimited网站2003年)。这个价格比目前北京居民用电0.44人民币/千瓦时的价格要高,但差别不大。那么,随着干热岩发电技术的成熟和规模化发展,干热岩发电的电价将与我国火电、水电持平甚至更低。
