① 开采干热岩有哪些难点,中国能利用干热岩么
今年对于能源领域,真是一个不安宁的一年。一会儿可燃冰大热,说是将来可以取代石油的清洁能源,一会又说发现了干热岩,媲美17万亿吨煤,国家也来凑热闹,各国都放言二三十年内,燃油车将被电车取代,诸如此类……其实这些资源的勘探固然取得了很大的进步,但事实是仍未取得突破性进展,要达到商业化应用,也远达不到新闻媒体标题的“吹捧”。
什么是干热岩资源
干热岩,说白了也是传统地热能的一种,只不过换了个说法,让大家感觉耳目一新。地热能大部分是来自地球深处的可再生性热能,它起于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变,按照其储存形式,地热资源可分为蒸汽型、热水型、地压型、干热岩型和熔岩型5大类。干热岩则是一般温度大于200℃,埋深数千米,内部不存在流体或仅有少量地下流体(致密不透水)的高温岩体。
开发干热岩资源的原理是从地表往干热岩中打一眼井(注入井),封闭井孔后向井中高压注入温度较低的水,然后加压,将储层岩石压裂,同时在注水井周围部署采出井,通过注入冷水,采出热水,将热量带出。带出来的热量可以用于发电(最主要的方式)或其他循环利用。
今年在青海钻获的干热岩资源具有埋藏浅、温度高、分布范围广的特点,填补了我国一直没有勘查发现干热岩资源的空白。从干热岩地热资源区域分布看,青藏高原南部约占我国大陆地区干热岩总资源量的1/5。
开采干热岩的难点
要开发干热岩资源需要人工热储压裂等多种关键技术的支持,因此干热岩资源距离开发还有较长的路要走。比如,开发干热岩地热资源需要深井钻探,钻打高温岩体钻头的耐热度需要达到350℃。另外,在实际工作中需要应用防斜钻井技术,这将增加开发过程中的难度和生产费用。目前,我国在钻井、压裂、微地震监测、数值模拟等方面的技术虽然有了较大提升,但在建立干热岩开发利用技术体系方面还面临很多瓶颈,如高温科学钻探技术、大面积人工热储压裂技术、人工热储裂隙跟踪技术等关键技术研究还需要进一步加大力度。
干热岩的开发利用,需要借助大量水的循环,每次提取地热资源时,都要给地下岩石水库注水,在循环过程中还要对流失的水不断补充。因此,充足的水源供应是开发利用热干岩的一项重要条件。当然,目前也有专家正在研究用超临界的二氧化碳作为循环液。这种方法可以避免水溶液注入可能产生的一系列问题,同时实现二氧化碳的资源化。不过,这项研究才刚刚起步,仍有不少技术难题有待解决。
其实,从1904年意大利托斯卡纳的拉德瑞罗第一次用地热驱动0.75马力的小发电机投入运转,并建造了第一座500千瓦的小型地热电站算起,地热发电至今已有超过百年的历史了。如今,新西兰、菲律宾、美国、日本等国都先后投入到地热发电的大潮中。其中,美国地热发电的装机容量居世界首位。进行干热岩发电研究的还有英国、法国、德国和俄罗斯,但迄今尚无大规模应用。
与国外上世纪70年代开始开展干热岩勘查与开发利用相比,我国对干热岩的开发利用相对较晚,因此实现大规模开发需要更多的投入,才能达到或赶超国际先进水平。
应该说,干热岩是页岩气、煤层气、页岩油、太阳能热发电、地热能利用、海洋能发电等未来国家重点发展支持能源项目中的一个,虽然潜力巨大,但商业化进程依然缓慢。
② 什么是干热岩
干热岩(HDR),也称增强型地热系统(EGS),或称工程型地热系统,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。这种岩体的成分可以变化很大, 绝大部分为中生代以来的中酸性侵入岩, 但也可以是中新生代的变质岩, 甚至是厚度巨大的块状沉积岩。干热岩主要被用来提取其内部的热量, 因此其主要的工业指标是岩体内部的温度。
中国首次发现大规模可利用干热岩资源于青海省共和盆地。青藏高原南部约占我国大陆地区干热岩总资源量的1/5。
2019年在山东省日照市和威海市的部分区域发现干热岩富存区,资源量总计相当于188亿吨标准煤。
③ 与太阳能相比,热干岩开发的突出优势是什么
就是成本更低
④ 地热资源
地热资源英文名称:geothermal resources定义1:在可以预见的未来时间内能够经济开发和利用的地球内部热能资源。包括地热流体及其有用部分。所属学科:电力(一级学科);可再生能源(二级学科)定义2:在当前和可预见的未来,能够经济合理地开发利用的地壳岩石中的热能包括地热流体中的热能及其伴生的有用成分。所属学科: 资源科技(一级学科);能源资源学(二级学科)
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地热资源
地热能是指贮存在地球内部的可再生热能,一般集中分布在构造板块边缘一带,起源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。全球地热能的储量与资源潜量十分巨大,每年从地球内部传到地面的热能相当于100PW·h,但是地热能的分布相对比较分散,因此开发难度很大。由于地热能是储存在地下的,因此不会受到任何天气状况的影响,并且地热资源同时具有其它可再生能源的所有特点,随时可以采用,不带有害物质,关键在于是否有更先进的技术进行开发。目前地热能在全球很多地区的应用相当广泛,开发技术也在日益完善。
目录
地热能的用途
开发价值展开
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地热能的用途
对于地热能的利用,包括将低温地热资源用于浴池和空间供热以及用于温室、热力泵和某些热处理过程的供热,同时还可以利用干燥的过热蒸汽和高温水进行发电,利用中等温度水通过双流体循环发电设备发电等,目前这些地热能的开发应用技术已经逐步成熟,而且对从干燥的岩石中和从地热增压资源及岩浆资源中提取地热能的有效方法进行研究可以进一步提高地热能的应用潜力,但是目前地热能的勘探和提取技术还有待改进。
发达国家在对地热能的利用方面已经获得了较好的经济收益。利用地热进行供暖,既缓减能源压力,同时将很大程度地减少由燃油和煤炭供暖所造成的空气污染。在全球国家中,德国始终积极发展本国的可再生能源。目前德国是全球利用风能最多的国家,风力和太阳能发电已经迅速地发展,但基于环保因素的考虑,德国又在积极开发地热资源,并大力兴建地热发电厂,从地层深处汲取摄氏98度的热水进行发电。研究表明,利用地热发电的总潜力相当于德国年需电量的600倍,另外还有相当于需求量1.5倍的供暖潜能。而法国也在根据热干岩石的原理建造发电站,并生产出巨大的电能以满足经济发展与生活的需求。
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开发价值
特点
在地热能源的开发和技术转让方面未来的发展空间与潜力巨大,但由于利用地热能源进行发电的成本较高,因此亟需进行更多的技术研究以解决这一问题。我们相信随着对地热资源的不断开发与研究,地热能源必将成为继水力、风力和太阳能之后又一种重要的新能源。
分布
地热资源世界上最古老的能源之一。据测算,地球内部的总热能量,约为全约煤炭储量的1.7亿倍。每年从地球内部经地表散失的热量,相当于1000亿桶石油燃烧产生的热量。
地球本身象一个大锅炉,深部蕴藏着巨大的热能。在地质因素的控制下,这些热能会以热蒸汽、热水、干热岩等形式向地壳的某一范围聚集,如果达到可开发利用的条件,便成了具有开发意义的地热资源。
地热资源按温度可分为高温、中温和低温三类。温度大于150℃的地热以蒸汽形式存在,叫高温地热;90℃—150℃的地热以水和蒸汽的混合物等形式存在,叫中温地热;温度大于25℃、小于90℃的地热以温水(25℃—40℃)、温热水(40℃—60℃)、热水(60℃—90℃)等形式存在,叫低温地热。高温地热一般存在于地质活动性强的全球板块的边界,即火山、地震、岩浆侵入多发地区,著名的冰岛地热田、新西兰地热田、日本地热田以及我国的西藏羊八井地热田、云南腾冲地热田、台湾大屯地热田都属于高温地热田。中低温地热田广泛分布在板块的内部,我国华北、京津地区的地热田多属于中低温地热田。
来源
关于地热的来源,有多种假说。一般认为,地热主要来源于地球内部放射性元素蜕变放热能,其次是地球自转产生的旋转能以及重力分异、化学反应,岩矿结晶释放的热能等。在地球形成过程中,这些热能的总量超过地球散逸的热能,形成巨大的热储量,使地壳局部熔化形成岩浆作用、变质作用。
现已基本测算出,地核的温度达6000°C,地壳底层的温度达900-1000°C,地表常温层(距地面约15米)以下约15公里范围内,地温随深度增加而增高。地热平均增温率约为3°C/100米。不同地区地热增温率有差异,接近平均增温率的称正常温区,高于平均增温率的地区称地热异常区。地热异常区是研究、开发地热资源的主要对象。地壳板块边沿,深大断裂及火山分布带等,是明显的地热异常区。
普查勘探地热资源,一般采用地表地热调查、钻探和各种物探方法。近年来红外线遥感技术在勘查中取得显著效果。
开采对象
20世纪末,地热资源的开采对象,主要是埋藏浅、热储量大、有流体(地下水或人工灌水)把热能传引到地表的湿地热田。干热岩地热资源和低温湿地热田的开发利用处在研究试验阶段。
中国的地热资源丰富,有悠久开采历史,以往主要利用温泉洗浴治病。1970年后,在广东丰顺、河北怀来、天津和西藏等地曾进行地热发电、建筑物采暖、农业温室采暖、温水育种、灌溉等多方面试验性开发工作,取得一定成果。
⑤ 我国发现的新能源干热岩是一种什么样的能源呢
我们都知道,自从进入工业化之后,人类就离不开赖以生存的能源了。我们生活中各方面都离不开能源的消耗,不过很多能源都是我们使用完后不可再生的,因此新能源的开发以及利用,也成为了全世界人们最关注的问题,事关我们以后的发展以及我们后代的生存。
当然,我们国家也不例外,因为我们是个人口大国,对于很多能源的需求以及消耗都非常大。每个国家在发展当中都要有能源以及资源的支持,这就是每个国家发展的重要支柱。我们国家在经济快速发展期间,寻找新的能源也是非常重要的,因为也不能一直靠着进口,花费实在是太大。
有一句话说得非常好,千里海岸线,一幅山水画,走遍四海,还是威海。威海的海岛众多,拥有着近千公里的海岸线,历史文化底蕴更是深厚,境内的森林覆盖率达到了40%左右。大家若是真的想来这里旅游的话,那么刘公岛、乳山银滩以及赤山风景区等等都是不容错过的景点。此外,威海连续好几年都上榜了中国最宜居的城市,并且宜居指数相当高。
⑥ 新中国三大科技发明
1、热干岩开采
北京时间2017年9月6日,中国国土资源部地质调查局,在我国青海正式宣布:日前我国科学家,在青海共和盆地3705米深处,钻获236℃的高温干热岩体。
这是我国首次钻获温度最高的干热岩体,实现了我国干热岩勘查的重大突破。这是一项全新的资源诞生了,比煤炭、石油高效几十倍!不影响环境,说白了就是把地球里面地热开发出来,永远可以利用。
2、沙漠的低成本土壤改良
重庆交通大学力学教授易志坚科研团队首次发现并定义了土壤颗粒间存在万向约束,正是这种约束使土壤施以温和的力"抱住"植物根系,维持植物稳定,并且保水、保肥和透气。而沙颗粒间不具备这种约束,找到了万向约束,就找到了沙子向土壤转换的密码。
经过4年实验,科研团队研发出一种环保高效的万向约束引入方式向沙中添加一种植物性纤维黏合剂。经过改造,"一盘散沙"就能获得与自然土壤一样的生态-力学属性。 易志坚说,这项技术可实现土壤沙化的逆过程,有望将沙漠"土壤化",成为植物生长的理想载体。
3、袁隆平教授主持的海水,盐碱地水稻种植
海水稻已经在试种,将以最快的时间普及到全国。袁隆平院士表示,海水稻只要达到上亿亩,可以多养活几百万的人口。所以海水和盐碱地真的能种植水稻了,而这背后是科研队伍的默默努力和奉献。特别是袁隆平和陈日胜教授的话“搞研究必须在中国”都无不体现了中国的民族气节。
(6)热干岩扩展阅读
热干岩型地热资源是蕴藏在热干岩体中的地热资源,储热岩体中不存在热水和蒸气。其温度可达到数百摄氏度,但是由于地表缺乏大气降水,或者因为其本身的透水能力太差,不能形成水热型地热资源,而岩体所蕴藏的大量热能目前还难以直接利用。
根据地温梯度值可将热干岩型地热资源分为:高级80℃/千米,中级50℃/千米,低级30℃/千米。将热干岩体转化为水热型地热田,叫人工激发。人工激发方法很多,如高压水力破碎,化学爆炸破碎,甚至利用地下核爆炸,人为地使热干岩体产生透水裂隙。
然后通过钻孔将地表水送入其中汽化,再通过另一钻孔引出蒸气而后利用,这个过程就叫热干岩体激发。地球热能主要寓存于热干岩体之中。通过热干岩体激发形成的水热型地热田,称人工地热田。
⑦ 干热岩采暖的缺点
缺点:
1、需要的资金较多。
2、用电消耗比较大。
赋存于地球内部岩土体、流体和岩浆体中,能够为人类开发和利用的热能。 干热岩:不含或仅含少量流体,温度高于180摄氏度,其热能在当前技术经济条件下可以利用的岩体。
增强地热系统(EGS):也称工程地热系统,为利用工程技术手段开采干热岩地热能或强化开采低孔渗性热储地热能而建造的人工地热系统。
资源开发:
开发干热岩资源的原理是从地表往干热岩中打一眼井(注入井),封闭井孔后向井中高压注入温度较低的水,产生了非常高的压力。在岩体致密无裂隙的情况下,高压水会使岩体大致垂直最小地应力的方向产生许多裂缝。
若岩体中本来就有少量天然节理, 这些高压水使之扩充成更大的裂缝。当然, 这些裂缝的方向要受地应力系统的影响。随着低温水的不断注入, 裂缝不断增加、扩大,并相互连通。
最终形成一个大致呈面状的人工干热岩热储构造。在距注入井合理的位置处钻几口井并贯通人工热储构造,这些井用来回收高温水、汽, 称之为生产井。
以上内容参考:网络-干热岩
⑧ 什么是干热岩
干热岩是一种新兴地热能源,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(致密不透水)的高温岩体。存量巨大。
⑨ 热岩是什么
干热岩是一种没有水或蒸汽的热岩体,主要是各种变质岩或结晶岩类岩体;干热岩普遍埋藏于距地表2~6公里的深处,其温度范围很广,在150~650℃之间。在学术界,干热岩有时被称为“热干岩”,其英文名称为“Hot Dry Rock”。
干热岩的热能赋存于岩石中,较常见的岩石有黑云母片麻岩、花岗岩、花岗闪长岩以及花岗岩小丘等(Tenzer,2001)。一般干热岩上覆盖有沉积岩或土等隔热层。
干热岩也是一种地热资源。但是,干热岩是属于温度大于150℃的高温地热资源,而且其性质和赋存状态有别于蒸汽型、热水型、地压型和岩浆型的地热资源。
从现阶段来说,干热岩地热资源是专指埋深较浅、温度较高、有开发经济价值的热岩体。