2020年9月22日,中国在第75届联合国大会上正式提出了2030年碳达峰和2060年碳中和的目标。
双碳政策的实施使传统化石能源受到巨大冲击,而太阳能、风能等清洁可再生能源迎来了一波发展机遇。
最近有媒体说,,山东发现了新能源的“巨大宝藏”,其储量相当于约180亿吨煤炭,可供中国使用3800年。

事实上,早在2016年和2019年就有报道。
然而,它是否真的可以使用3800年还有待讨论。此外,干热岩虽然拥有庞大的储量和无污染,但现在探索和利用中国并非易事。
干热岩到底是什么?
干热岩生于天空?
顾名思义,干热岩是一种干燥的高温岩石,其中大部分为中酸性侵入岩。一般来说,温度高于180℃。它埋在地下几千米深,里面没有或只有少量的稠密流体。
与太阳能和风能等传统新能源不同,干热岩来自地球内部(地热能),因此他不受气候影响,发电更稳定。
由于干热岩的高温,发电后的尾水仍然可以达到70~80℃,因此也可以用于加热。它似乎是未来最具潜力的新兴能源。
据估计,干热岩在世界上的资源是煤炭和石油等所有化石能源的近30倍。根据地热定律,离地表越深,温度越高。因此,只要能挖得足够深,干热岩的能量是无限的。
另一方面,地热能源极其危险。一旦失控,将导致火山爆发或地震。
尽管我们可以通过技术手段“驯服”部分地热能。例如,温泉是生活中最常见的地热能利用形式。整个过程非常环保,可以长时间持续获取能量,干热岩的利用与温泉有很大不同。
干热岩是如何发展的?
地表以下3公里处的地壳主要由火成岩和变质岩组成。它的特点是温度足够,但没有气孔。这些岩体并非真正“干燥”,但流体含量(含水量)不够。
根据不同的成因和生产条件,地热能大致可分为热液型和干热型。温泉属于热液地热能,可通过开采热液系统中的流体获得。
干热岩结构紧凑,内部裂缝小,没有或只有少量流体,属于干热地热能。事实上,绝大多数地热也是干热。只有通过人工压裂形成强化地热系统,才能开发利用这部分地热。
干热岩的发展原则并不复杂。简而言之,就是在地球上安装一个“热水龙头”。
首先,在存放干热岩的地面上建造一个竖井。当到达NicholasTse层时,密封井孔并向井内注水,以在井内产生高压。由于岩体密实,高压水会在岩体中产生裂缝。随着低温水的不断注入,裂缝将不断增加、扩展并相互连接,最终形成平面蓄热空间。注入的水沿着裂缝移动,与周围的热岩石进行热交换,形成高达200-300℃的高温高压水蒸汽混合物。
之后,继续在这个蓄热空间打井,将高温水蒸气输送到地面,用于地热发电和热能综合利用之后,温水可以被注入井内,并被循环利用到干热岩身上。
这个过程就是利用地热能“烧开水”,把冷水变成热水。原理并不复杂,但现有的勘探技术无法钻入地球的深层,因此只能开采埋藏较浅的干热岩。
当然,在开采之前,我们还需要做好充分的准备,了解整个资源的分布情况,确定岩石裂缝的方向,这有利于实现更高的能量转换率和更低的成本。

干热岩的发展有哪些尝试和挑战?
干热岩的研究历史在不知不觉中即将跨越半个世纪,但大部分都仅限于欧美、日本、澳大利亚等发达国家,这些国家建立了许多开发利用实验研究基地。然而,我国高温岩石地热的开发和研究起步较晚,仍处于探索和实践阶段。
2012年,中国启动了863计划,并正式启动了干热岩的热能开发利用项目。
经过资源勘探和技术可行性分析,青海共和盆地是干热岩最具开采条件的地区。地下4公里处的温度可达200℃。这是一个很好的干热岩基地。中国也在这里建立了第一个干热岩,并开发了干热岩的资源。
随后在海南福山等地打井。然而,受高温钻井和完井等核心技术的限制,中国钻探的NicholasTse井属于探井,尚未开发。
虽然干热岩储量大,无污染,但由于深井钻井技术不成熟,压裂成本高,开采难度大。放眼世界,真正成功运作的干热岩项目屈指可数。
干热岩在使用中还有哪些问题?
虽然干热岩的发展还处于起步阶段,离大规模利用还有很长的路要走,但另一方面,我们需要提前考虑它会带来什么危害。
其中,由于岩体破裂时需要施加巨大的力,从而改变自然应力场,人工活动会激活裂缝,干热岩的发育可能会诱发地震。此外,有理论认为,干热岩的采矿可能会提前透支地球的隔热机制,加速地球的冷却。也许这是毫无根据的。
"我们的旅程是“星海”。面对浩瀚的太空和深海,我们充满了求知进取的动力和勇气。然而,我们不得不承认,我们对脚下的土地知之甚少,也许地壳深处埋藏着更多的秘密。