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发布时间:2024-06-21 03:13:20 来源:星空体育网站入口官网 作者:星空体育全站app 点击:24

  “地下是一个大热库,是人类开辟自然能源的一个新来源。就像人类发现煤炭、石油可以燃烧一样重要。”

  (2023年8月31日,中国石化首口地热科学探井福深热1井在海口开钻。该科探井是我国第一口5000米深度的深层高温地热探井。)

  这片土地,正成为能源巨头中国石化发展的增长极。而为中国石化带来增长的,不是油气能源,而是这里丰富的地热能。

  (位于雄安新区居民楼附近的地热能供暖装置:从地下取出的热能替代了燃煤和天然气,成为当地冬季供暖的主要热源之一)

  简单来说,地热能就是埋存于地下的热能。一般认为,这些热能主要来自地球内部的高温岩浆和放射性物质衰变,还有一小部分来自太阳照射。

  提到地热能,可能还有很多人鲜有耳闻。但提到温泉,相信没有人会感到陌生。温泉的热量来源,实际就是地热能。

  在中国,人类利用温泉地热的历史,可以追溯到数千年前。“春寒赐浴华清池,温泉水滑洗凝脂。”白居易的《长恨歌》中对杨贵妃沐浴温泉的描写,更是成为了千古名句。

  温泉在我国分布极为广泛,除了杨贵妃沐浴的陕西华清池温泉,吉林长白山温泉、安徽黄山温泉、广东流溪河温泉、北京小汤山温泉、青藏高原地区的温泉群等等,也被广为熟知。

  (位于吉林长白山天池下的地热温泉,正是地热能“暴怒”后的遗物。长白山天池是我国最著名的火山口之一,而火山喷发造成的山崩地裂,足以让人们感受到地热能之强大。)

  科学研究表明,地球内部其实是一个巨大的热球,地心区域的温度可超过6000℃,既便在地表以下几千米的深度中,很多地区的岩石和地下水温度也可达到上百摄氏度,蕴藏着丰富的能量。

  有研究测算,地球内部的总热能量,约为全球已探明剩余可采煤炭储量的4亿倍。按照人类现有能源消费水平算,地热几乎可被算作一种无限能源。即便是靠近地球表面的一小部分地热能得以利用,也足以满足当今人类的能源需求。

  据国土资源部2015年发布的调查结果,仅中国336个地级以上城市的浅层地热能,也就是地下深度小于200米范围内的岩石、泥土和地下水蕴藏的热能,年可采资源量就相当于7亿吨标准煤(中国年煤炭消费量的1/5)。

  其中,中深层水热型地热能,也就是蕴藏在深度200~3000米地下水中的热能,年可采资源量相当于18.65亿吨标准煤。

  我国埋深3000~10000米的干热岩,也就是水含量较少的高温岩石,蕴藏的地热能更是达到2.52×10^25焦耳,如果换算成石油当量,相当于20万个大庆油田的探明地质储量。

  由于地热能的资源量巨大,加之其利用过程清洁环保无污染物排放,因此被不少人视为继石油和煤炭之后,最有开发价值的地质能源。

  说起我国20世纪中后期的石油大会战,人们至今记忆犹新。不过如今很少有人知道,在彼时,中国还曾开展过地热大会战。

  在取得了大庆、胜利等油田大发现后,我国的地质工作者并没有将目光局限于石油,而是日渐加大了对地热能的关注。

  在他们的积极推动下,中国开启了对地热能的首次大规模探索,在天津、北京、广东、江西、河北、等地,相继开展了地热勘探调查和利用项目。

  “要在天津搞一次地热会战,把天津地热勘查开发作为一个试点和样板……在天津打开一个缺口,不仅是天津的大事,也是全国的大事。”在当时的地质部部长李四光看来,地热能是值得被广泛推广利用的能源。

  这一时期的地热大会战也颇有成就。1970年,我国在广东丰顺建立了第一座地热发电站。随后,江西宜春、河北怀来、湖南宁乡等地都建起了地热发电项目。

  其中,1977年投产的羊八井高温地热发电项目,在能源界引发了不小的轰动。羊八井井口喷出的地热水,温度最高可达172度。该地热发电项目的发电量,一度占到拉萨供电量的近一半,直到今天仍在运行发电。在20世纪八十年代,这一地热项目相关技术还获得了中国科技界极具影响力的奖项——国家科技进步奖一等奖。

  从理论上说,在地球上的任何地区,只要钻井深度够深,都能够获取丰富的地热。但在现实中,由于钻井成本太高,并不是所有地区都能开采地热。

  即便在今天,钻一口深1000米深的常规井,也要花费几百甚至上千万元。而要获得有开发价值的地热资源,很多地区可能需要钻上6、7千米,甚至上万米的井。而地热钻井往往需要用到昂贵的高温钻井技术,这是一个高得令人无法承受的成本。

  (位于陕西咸阳的地热井——三普2号井。该井井深达到3558米,水温94摄氏度。咸阳也是我国最早开始利用地热能进行城市供暖的地区之一,并且规模还在不断扩大。)

  从地质条件上看,具有经济开采性的地热能,主要是浅层高温地热资源。从地域上看,最佳资源主要分布在我国境内的、滇西、川西、还有东南海域地区。

  这些地区位于板块边界附近,地下岩浆距离地表近,即使在很浅的地下,也存在极高温度。不过我国地热资源最优的青藏高原地区,远离我国人口集中的东部,虽然可发展地热发电,但电力的传输又成为了难题。

  (位于滇西腾冲的高温地热资源,涌出地面的温泉水温度高达90℃以上。沸腾的水连年不断地翻滚,彰显出这里地热能之丰富。)

  除了板块边界地带的地热能,一些沉积盆地中也能形成地热有利带。例如在我国河北、东北、陕西地区的各种温泉旅游圣地,就属于这样的类型。不过在这些地区的地热次于板块边界的地热,用于发电的可能性低。

  另外,按照传统技术,地热的开采主要通过地下水取热。对于资源更加丰富的干热岩,由于没有地下水,如何取热更是一个世界性难题。

  总之,过去几十年中,地热能的发展十分缓慢。据统计,我国目前还在运营的地热发电设施仅有20兆瓦左右,还不如一个中小型火电厂发电能力大。

  这一年,中国能源行业发生了一件大事:中国可再生能源的装机量达到13亿千瓦,在历史上首次超过了煤电。

  随着当代社会对清洁能源需求的提升,我国碳中和目标的确立,以及油气安全问题的凸显,非化石能源开始高歌猛进。特别是光伏和风电的发展,呈现出了在过去不敢想象的速度。

  在历史上,中国地热的装机量曾一度高于光伏和风电。在能源转型的大趋势之下,地热能的希望也再次燃起。

  相对光伏、水电等新能源,地热能也存在其独特优势——稳定。据统计,地热能发电装置每年的可发电时间能达到8000小时以上,约是光伏的6倍,风电的3.5倍,水电的2.5倍。因此,加大地热能在发电中的占比,将有利于电网的稳定。

  2021年,国家能源局等八部门联合发布《关于促进地热能开发利用的若干意见》,提出到2025年,地热能供暖/制冷面积比2020年增加50%;到2035年,地热能供暖/制冷面积及地热能发电装机容量比2025年翻一番。

  2022年发布的《“十四五”现代能源体系规划》中进一步提到,要积极推进地热能供热制冷,在具备高温地热资源条件的地区有序开展地热能发电示范。

  据不完全统计,我国的河北、河南、山西、山东、四川、贵州等地。

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