沉睡的宝贝——干热岩

干热岩是新兴能源，温度一般大于200℃，深埋数千米，内部不存在流体，获仅有少量流体的高温岩体，是一般温度大于200℃，埋深数千米，内部不存在流体或仅有少量地下流体的高温岩体。中国首次大规模发现干热岩资源位于青海省共和盆地。温度高达153℃，它们埋藏浅、温度高、分布广、填补了我国干热岩地热资源的空白。我们赖以生存的地球蕴含着巨大的能量，地心温度高达6000℃。地球通过火山、地震、地热等方式源源不断地释放着内部能量。我们所熟悉的温泉正是地球比较温和地释放能量的方式，属于地热资源的一种。
干热岩是深埋地下、没有或极少量含有水或蒸汽的热岩体，属于另一种地热资源。从理论上来讲，从地球表面向内部延伸，温度会逐渐增加。任何区域达到一定深度，内部高温都足以开发干热岩。
可以说，干热岩是无处不在的自然资源，是可再生能源的主力军。然而，地球内部的地热能并非我们都能开采。由于当前技术条件有限，干热岩型地热资源专指埋深较浅（3千米～10千米）、温度较高（>150℃）、具有经济开发价值的热岩体。据保守估计，地壳浅部干热岩（3千米～10千米）所蕴含的能量相当于全球所有石油、天然气和煤炭能量的30倍。
有关数据显示，中国大陆（3千米～10千米）干热岩地热资源总量为2.5×1025J，相当于860万亿吨标准煤，按2%的可开采资源量计算，相当于我国2016年能源消耗总量的3927倍。
同时，地热发电生命周期内二氧化碳的排放量比太阳能发电还要低，是燃煤发电二氧化碳排放量的1/60，天然气发电二氧化碳排放量的1/30。所以，开发这种巨大的清洁型能源，不仅可以改变当前社会能源结构，还可以遏制污染排放，还一片碧海云天。我国地热资源丰富。经科学测算，有国内专家认为，中国大陆3-10公里深处干热岩资源总计为2.09×107EJ，合7.149×1014吨标准煤，高于美国本土(不含黄石公园)干热岩地热资源量(1.4×107EJ)。若按2%可开采资源量计算，相当于中国大陆2010年能源消耗总量的4400倍。
从我国干热岩地热资源的温度上看，3-10公里深度内，小于75℃的干热岩资源占总资源量的2%;75℃-150℃的占43%;大于150℃的占55%。由于干热岩温度随着埋藏深度的增加而升高，资源量也与深度呈正比，考虑到我国大陆地区的热状态、干热岩开发的经济性和当前开发以发电为主要目的，现阶段的开采深度在4-7公里比较适宜，这一深度可开采的干热岩热储温度为150℃-250℃。
从区域分布上看，青藏高原南部占中国大陆地区干热岩总资源量的20.5%，温度也最高;其次是华北(含鄂尔多斯盆地东南缘的汾渭地堑)和东南沿海中生代岩浆活动区(浙江、福建、广东)，分别占总资源量的8.6%和8.2%;东北(松辽盆地)占5.2%;云南西部干热岩温度较高，但面积有限，占总资源量的3.8%。
干热岩发电是20世纪70年代由美国加州大学研究人员提出的。其基本理论是在高温但不存在流体或仅有少量地下流体的高温岩体中，通过水力压裂等方法制造出一个人工热储水库，将地面冷水注入地下深处以获取热能，然后将热水导出至地面进行发电。然而，地球内部的地热能并非我们都能开采。由于当前技术条件有限，干热岩型地热资源专指埋深较浅（3千米～10千米）、温度较高（>150℃）、具有经济开发价值的热岩体。据保守估计，地壳浅部干热岩（3千米～10千米）所蕴含的能量相当于全球所有石油、天然气和煤炭能量的30倍。
有关数据显示，中国大陆（3千米～10千米）干热岩地热资源总量为2.5×1025J，相当于860万亿吨标准煤，按2%的可开采资源量计算，相当于我国2016年能源消耗总量的3927倍。
同时，地热发电生命周期内二氧化碳的排放量比太阳能发电还要低，是燃煤发电二氧化碳排放量的1/60，天然气发电二氧化碳排放量的1/30。所以，开发这种巨大的清洁型能源，不仅可以改变当前社会能源结构，还可以遏制污染排放，还一片碧海云天。虽然干热岩无处不在，但受限于当前的技术和成本，开发埋深较浅、温度较高地区的干热岩具有更高的经济价值。因此，干热岩开发多着眼于新的火山活动区或地壳较薄的区域。这些地区由于位于全球板块或构造地体的边缘，活动剧烈，是地球释放内部能量的主要区域，地热资源十分丰富。
我国的青藏高原是现阶段世界上构造活动最为强烈的地区之一，珠穆朗玛峰在逐年升高，此处的地热资源非常可观。著名的羊八井地热田就位于青藏高原地区。我国滇西地区及台湾中央山脉两侧，分别处于印度板块与欧亚板块、欧亚板块与菲律宾板块的边界及相邻地区，均是当今世界上地质活动最强烈的地区之一，是我国未来干热岩开发的优选地段。
此外，我国东北地区、华北平原、东南沿海地区、西北地区也具有丰富的地热资源，具有很大的开发潜力。对于干热岩的利用，实际上就是利用高热量的水或蒸汽中的能量。所以，遵循地热梯级利用原则，根据热水或蒸汽的不同温度逐级利用，更能达到充分、高效的目的。
关于干热岩的利用，一般来说，200℃～400℃可以直接发电及综合利用；150℃～200℃主要用于双循环发电、制冷、工业干燥以及工业热加工；100℃～150℃主要用于双循环发电、供暖、制冷、工业干燥、脱水加工、回收盐类等；50℃～100℃一般用于供暖、温室、家庭用热水、工业干燥；20℃～50℃一般用于沐浴、水产养殖、牲畜饲养、土壤加温，脱水加工。 
干热岩地热发电是地热最高效的一种利用形式，最早的干热岩发电是20世纪70年代由美国加州大学研究人员提出来的。经过几十年的发展，干热岩发电技术也在不断的提升。
 干热岩发电是20世纪70年代由美国加州大学研究人员提出的。其基本理论是在高温但不存在流体或仅有少量地下流体的高温岩体中，通过水力压裂等方法制造出一个人工热储水库，将地面冷水注入地下深处以获取热能，然后将热水导出至地面进行发电。干热岩是高温、密实且极少量含有水或蒸汽的岩体，对干热岩资源的开采从本质上说就是提取其中的热。开采所应用的具体工程技术为增强型地热系统（enhanced geothermal system，以下简称为EGS）。
EGS是从干热岩中经济地开采出深层热能的封闭循环人工地热系统，先通过深井将高压水注入到深部干热岩中，高压水使干热岩缝隙增大并进入其中吸收地热能增温变成高温水，然后岩石缝隙中的高温水、汽经由另外的专用深井被提取到地面，通过地面装置用于发电及综合利用，而冷却后的水再次通过高压泵注入地下以循环使用。对于干热岩的利用，实际上就是利用高热量的水或蒸汽中的能量。所以，遵循地热梯级利用原则，根据热水或蒸汽的不同温度逐级利用，更能达到充分、高效的目的。
关于干热岩的利用，一般来说，200℃～400℃可以直接发电及综合利用；150℃～200℃主要用于双循环发电、制冷、工业干燥以及工业热加工；100℃～150℃主要用于双循环发电、供暖、制冷、工业干燥、脱水加工、回收盐类等；50℃～100℃一般用于供暖、温室、家庭用热水、工业干燥；20℃～50℃一般用于沐浴、水产养殖、牲畜饲养、土壤加温，脱水加工。美国位于新墨西哥州的芬顿山干热岩项目是世界上第一次利用干热岩资源的项目。该项目开始于1974年，最初由美国政府资助，后来多国参与进行了开创性的工程研究。芬顿山干热岩项目验证了人工干预下开采干热岩热量是可行的，为地热能的开发研究揭示了美好的前景。
受芬顿山项目成果的鼓舞，各国开始了一系列干热岩研究。干热岩项目需要庞大的人力物力支持，英、法、德等国联合开展了Soultz项目，于2010年建成了世界上第一个EGS示范电站，装机容量为1.5兆瓦。
干热岩作为储量巨大的清洁能源，具有广阔的开发前景。根据85％的估计概率，到2050年将有超过7000万千瓦的EGS。为实现干热岩资源的广泛利用，各国加大了对EGS的科研、资金投入，以期在未来新兴能源市场上占得先机。2011年，中国地质调查局开展中国陆区干热岩资源潜力评估，系统评价了中国大陆干热岩资源。2012年，吉林大学、清华大学、中国科学院广州能源研究所先进能源系统实验室承担了国家高技术研究发展计划（863计划）项目“干热岩热能开发与综合利用关键技术研究”，开启了国内专门针对干热岩工程的研究。
2014年，青海省地质勘查人员在共和盆地成功钻探揭露温度高达153℃的干热岩，这是我国首次发现大规模干热岩资源。
2016年，中国地质大学（北京）在干热岩发电技术方面获得了突破，研发成功一种可规模化应用的新型热能直接发电技术，可以不需要经过机械能的转换直接将热能转换成电能。
我国干热岩的科研、开发与应用正在逐步、有序开展，相信未来会取得更大的科学成就。