我国山东挖出“宝藏”,储量惊人轰动全球,将改写传统能源版图?
2019年7月,我国相关部门公布在山东省发现了新的干热岩富存区,该地干热岩资源总量累计可相当于188亿吨煤炭,消息一出震惊全国,一时间“传统能源版图即将被改写”的讨论是甚嚣尘上。
而让有些人感到不解的是,这种早在数十年前就已经在国外被广泛开采的资源,我国却始终将它“束之高阁”、并无大规模开采行动,这究竟是怎么回事呢?
时间回到2017年,也就是我国第一次发现大规模可开采干热岩的时候,那时大量的科学家与考察团队齐聚青海,在干热岩资源区内不断打井、向其注入冷水。
冷水进入高温坑道后迅速增温、激速增加的压强继续扩充井中裂缝,周而复始,一个人工建立的干热岩热储构造就修建完成了,也就是人们俗称的“生产井”。
这种“生产井”所采用的原理并不复杂,主要是依靠注射冷水、破坏热岩,让热量从干热岩向冷水中转移的方式实现。
数百度高温的热水从地下反涌上来后,人们充分地运用这股“热能”,就实现了对地热资源的开采。那么这股地热资源又究竟来自于哪里呢?
原来,我们脚下的地球大致可以分为地核、地幔以及地壳三部分。地核的温度最高,大约可以达到6000℃左右,而越是靠近地面,温度由于扩散与消耗就会变得越低。
我们所开采的这部分“地热资源”,实际上就是地核散发出的热量中、靠近地表且能够经济开采的那部分。
由于地壳中时刻都在进行放射性衰变、热能与势能的相互转换,所以这部分资源可以说是相当“丰厚”的,短时间内不必担心其枯竭。
与我们了解的传统水热型地热资源不同的是,别名增强型地热系统的干热岩往往埋藏在地面一公里以下、数公里之内,其温度往往在200℃以上,在开采过程中,虽然比水热型略微复杂一些,但是更加稳定安全。
不仅如此,由于干热岩的开采过程实际上是一个封闭循环系统,所以要远比火力发电,水力发电更为环保方便。
我们都知道火力发电会排放大量的二氧化碳,而这是全球变暖的罪魁祸首;至于水力发电,虽然不会排放这类气体,却又过度受制于地形、在建设过程中颇为麻烦。
相对来说,干热岩发电既不会排放有毒气体,也不需要独特的地形,可以说是一个上上之选。
鉴于我们以上所提到的干热岩诸多优点,像美国、英国等西方国家,早在30多年前就建立了多处实验基地,用于干热岩方面的研究与开采。美国麻省理工甚至特意举行了一次报告,声称只要开采3千米至1万米深度干热岩的2%,就足以满足美国2800年的能源消耗总量。
然而,就在各国纷纷对这种新资源抱以憧憬的时候,由于技术原因的限制,各国开采成果也各不相同。
1972年,美国在“Fentonhill.”同时开采2.8千米浅部储层、4.2千米深部储层时,其水损失分别为10%和16%。
1978年,英国在“Rosemanoves”进行干热岩开采,以三井系统循环测试了200天,开采深度为2.2千米的浅部储层,最终导出的热水温度为70℃,而水损失为21%。
1985年,日本在“ Hijiori”分别开采了1.8千米的浅部储层和2.2千米的深部储层,前者只循环了三个月,而后者则是坚持了10个月。最终前者导出水流温度165℃、水损失为23%;而后者导出的水流温度为180℃、所以损失高达64%。
除了这些国家外,法国、澳大利亚也陆续开展了干热岩开采工作,只不过法国方面开采的较为顺利;而澳大利亚则是在开采过程中遭遇失败、甚至引发了生产井的巨大爆炸,只不过经过反复实验后,最终也取得了成功。
在开采干热岩的过程中,各国也在不断改进自己的“压裂技术”,而这种压裂技术是极为必要的。
因为在注入井和采出井中进行适当压裂,有利于井与井之间的联通,既能够保证安全,也能够提高效率。
前面也已经提到了,虽然干热研发点比传统的火力发电、水力发电要更优秀,但是我国并没有全面开展干热岩开采工作,你知道这是为什么吗?
首先,干热岩的开采本身容易造成地壳震动、引发地震。
在西方国家开采干热岩的过程中,就曾经因为缺乏经验而引起过两次地震,虽然规模并不大,但是还是让人心有余悸。
而经过科学论证,干热岩的开采的确会对地壳产生一定的影响。所以在技术发展完备之前、我国自然不会贸然展开干热岩的全面开采工作。
其次,干热岩从本质上来看,与煤炭一样都属于珍稀资源。
虽说地核会源源不断地向地壳散发热量,并最终彻底冷却,但是这本身是有一个漫长的过程的。
而倘若人类大肆开采干热岩、人为加快这一过程,即使在短期内不会有什么恶劣的结果,也终归是一种不负责任的表现,是不符合我国的“可持续发展”战略的。
最后,目前干热岩的开采成本较高,相对来说没有我国的天然气来的便捷。在没有迫切资源需求的情况下,我国自然不会去舍近求远,将巨大成本投入到干热岩的开采工作中。
客观来说,全球干热岩资源是相当丰富的。经过有关人员勘测、计算,全球的干热岩资源总量大约相当于4950万亿吨煤,是石油天然气以及煤炭蕴藏能源总和的30倍;再加上我国本身就是干热岩资源大国,我国干热岩资源约占世界资源总量的1/6左右,在这种情况下,肝热炎还是有很大希望成为我国的战略性接替能源的。