干热岩发电技术

人类文明的发展离不开能源的支持，煤炭和石油虽然是当今世界的主要能源，但它们均属于不可再生能源，终有耗尽的一日，且煤炭和石油的燃烧会造成一定的污染，所以人类一直在寻找新的能源获取方式，比如地热能、水能、风能、太阳能以及核能等等。

地球如同一枚鸡蛋，地表就如同鸡蛋壳，而在其内部则是大量的熔岩物质，这些熔岩物质所产生的热量会传导到接近地表的岩石上，而这些被地球加热的岩石就被称之为干热岩。

地球内部的大量熔岩物质蕴含着巨大的能量，所以干热岩是一种极为丰富的地热资源，不过这种岩石通常深藏于地球的内部，只要少部分位于地表之下10公里以内，可即便如此，其热能总量仍然是十分惊人的。目前已探明的地表之下10公里以内的干热岩热能资源，相当于地球上煤炭热能总量的2万倍以上。干热岩除了储量丰富，更具备多重优势，与传统的煤炭石油相比，干热岩无疑是一种清洁能源，而与水能、风能等清洁能源相比，干热岩的持续性和稳定性又十分优秀。

我国干热岩资源丰富，“十二五”完成的我国新一轮地热资源调查评价的干热岩资源量占全国地热资源总量的98%以上，而且不像常规高温水热型地热资源那样受全球性火山地震地热带的限制，只是EGS（增强地热系统/工程地热系统）开发技术难度较大，仍是世界前瞻性的地热前沿研究课题。2013年以来，中国地质调查局与青海省联合推进青海重点地区干热岩型地热能勘查，在青海共和盆地中北部钻成了井深2230ｍ、井底温度达153℃的干热岩井，对干热岩地热开发进行了探索试验。2017年中国地质调查局在青海省共和盆地的钻井在3705米深度测得236 ℃高温。

在2019年的时候，河北省煤田地质局在唐山海港经济开发区钻获了京津冀地区埋藏最浅的干热岩，其埋藏深度大概在地表之下4000米到4500米的区域之中，总面积超过了195平方公里。2019年6月30日，环渤海干热岩地热资源勘查工作阶段成果发布会在石家庄举行，会上公布了马头营凸起区干热岩项目最新的勘查成果，干热岩科学探测孔在3965米深处钻获了温度150℃的干热岩，是目前京津冀地区钻获埋藏最浅的干热岩资源。在2021年6月，唐山市马头营凸起区干热岩开发示范项目终于实现了干热岩试验性发电。这是我国首次实现干热岩试验性发电，为干热岩这一清洁能源的开发利用奠定了坚实基础。

增强型地热系统（EGS）是在干热岩技术基础上提出的，美国能源部的定义是人工形成地热储层的方法，从低渗透性岩体中经济地采出深层热能的人工地热系统，如图所示。

干热岩发电，具有巨大的开发潜力，但在综合利用方面还面临很多瓶颈，如资源靶区定位技术、人工压裂、微地震、示踪等监控监测技术、资源评价方法、地热地质模型、地下高温岩体多场耦合过程、地热介质的换热特性机制、能源转换效率评价、发电系统高效利用、示范试验现场建立等。目前干热岩发电多处于试验性阶段，不过它的发展前景是非常广阔的，如果未来能够成为一种主要的发电模式，那么无论是在能源获取，还是在环境保护方面，都具有重要的意义。