干熱巖能成為新能源增長點(diǎn)嗎

據(jù)消息，經(jīng)過兩年鉆探驗(yàn)證，青海省共和盆地中北部地下2230米處，勘查到埋藏淺、溫度高的干熱巖，這是中國首次發(fā)現(xiàn)的可大規(guī)模利用的干熱巖資源。據(jù)專家介紹，該巖體在共和盆地底部廣泛分布，僅鉆孔控制干熱巖面積已達(dá)150平方公里，潛力巨大。

對很多讀者來說，干熱巖還是個(gè)不太熟悉的詞匯。干熱巖通常埋藏在地表3000至10000米以下，是沒有水或蒸氣的、致密不滲透的熱巖體，溫度在150℃至650℃之間，是一種可用于高溫發(fā)電的清潔資源。有數(shù)據(jù)表明，地殼中“干熱巖”所蘊(yùn)含的能量相當(dāng)于全球所有石油、天然氣和煤炭所蘊(yùn)藏能量的30倍。

利用地下干熱巖體發(fā)電的設(shè)想，是美國人莫頓和史密斯于1970年提出的。1972年，他們在新墨西哥州北部打了兩口約4000米的深斜井，從一口井中將冷水注入到干熱巖體，從另一口井取出自巖體加熱產(chǎn)生的蒸氣，功率達(dá)2300千瓦。

在法國東部阿爾薩斯地區(qū)地下幾千米的地方，有一片溫度高達(dá)200℃以上的花崗巖區(qū)。這個(gè)地方建立了第一座利用熱巖發(fā)電的新型發(fā)電站。每年每1立方千米的熱巖產(chǎn)生的熱量，可發(fā)電25兆瓦，足夠一座萬人城市20年的用電量。

工作人員在這里鉆了3眼深井，一直鉆到地表5000米以下花崗巖的基巖中。發(fā)電時(shí)，用水泵以每秒100升的容量從中間的一眼井向地下灌冷水(井的直徑為60厘米)，迫使冷水進(jìn)入地下熱巖中，這些冷水被地下熱巖加熱到約200℃。然后，再用水泵將這種超高溫?zé)崴畯牧硗鈨裳劬�抽上來，一旦到達(dá)地面，超高溫?zé)崴�就被送入一個(gè)熱交換器，并在熱交換器中產(chǎn)生蒸氣驅(qū)動渦輪機(jī)發(fā)電。水泵消耗的總電量，約相當(dāng)于發(fā)電站發(fā)出電能的20%。

為了使冷水充分吸收花崗巖的熱量，就需要增加水滲入花崗巖縫隙的程度。雖然地下花崗巖非常堅(jiān)硬，但也有裂紋。鉆井后要用150個(gè)大氣壓力的高壓水，從井口灌入，迫使高壓水進(jìn)入巖石裂紋，增大裂紋開口。

由于這種新式發(fā)電站不燃燒化石燃料，因此不會排放增加溫室效應(yīng)的二氧化碳和其他污染物。雖然冷水變熱后可能最終會使巖石降低到20℃，因此一處熱巖發(fā)電站也許只能連續(xù)工作20年左右。但在關(guān)閉幾十年后，地心的熾熱巖漿會重新加熱這些花崗巖，那時(shí)這些熱巖就又能重新發(fā)電。

利用干熱巖發(fā)電的成本與以煤炭和天然氣為燃料的火力發(fā)電站的成本大體相當(dāng)，是風(fēng)力發(fā)電的一半，只有太陽能發(fā)電的八分之一到十分之一。目前，歐美許多發(fā)達(dá)國家正在積極開展干熱巖開發(fā)試驗(yàn)研究工作。