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成功開采!感受一下地下4200米的溫度

2022-07-05 15:33:02 科普中國

干熱巖作為一種資源,一直被科技界看作是潛力巨大的未來能源之一。干熱巖到底是什么?我們如何利用它呢?

什么是干熱巖?

從太空看,地球是一個藍色的星球。然而,從地表進入地球內部,就會發現這是一個充斥著高溫的火球。

地球的核心有著與太陽表面相近的高溫,6000攝氏度,大量放射性物質的衰變,持續釋放著熱量。從地核到地表,地球的溫度逐漸降低,最終低到足以讓人類可以生存。

在人類腳下大約3到10公里的地方,有一些巨大的巖石,內部蘊藏著大量的熱能,科學家稱它為干熱巖,從發現它的那一刻開始,人類就一直想開發利用它。然而,直到1974年,這個夢想才得以實現。

干熱巖怎么采?

干熱巖與溫泉一樣,都屬于地熱資源的一種。但是,它所處的位置和所攜帶的高溫,也讓干熱巖的開采異常困難。干熱巖埋藏在3-10千米深的地下,溫度在200攝氏度以上,最高可以達到近千攝氏度。地下高溫、高壓阻礙了人類進入地球的內部。

目前,人類向地下鉆探,最深也只能鉆到12.2千米,但是用了22年的時間。開采石油的普通油井,需要深度大約3千米左右。要想鉆到地下3千米以下,甚至到10千米,難度非常大。

如何能找到較淺層的干熱巖,并將它的熱量開采出來,就成為科研工作者需要突破的技術難關。

打一口井到干熱巖的所在之處,施加壓力把水注入,同時壓裂干熱巖產生裂縫。水在經過這些縫隙之后,變成高溫水或者蒸汽,從另一口井出來。這是傳統干熱巖開采的過程。

我國創新的重力熱管技術,是把一根熱管深入到干熱巖層段,熱管的管壁是一種導熱速度極快的材料,熱管內裝有沸點很低的氨水,在接觸到熾熱的井壁之后,氨水很快變成氨蒸氣,在重力的作用下返回地面。重力熱管技術,只需要打一口井,不用壓裂巖石,也不用消耗其他能源,是一種更安全、更節能的技術。

歷經十幾年的努力,我國科研人員在干熱巖開采上有了新的創新。2022年1月,中國研制的4200米重力熱管采熱試驗裝置試運行成功,首次在國內實現了干熱巖熱能的長距離輸運,也為中國干熱巖的開采利用,奠定了技術基礎。

干熱巖的前景

在過去200多年的時間里,石油、煤炭等化石能源,推動了人類社會的快速發展。但是隨著時間的推移,不可再生的化石能源儲量告急。與此同時,化石能源燃燒帶來的污染問題日益嚴峻。

所以近些年,開發利用綠色的新能源成為全世界的目標。干熱巖儲存量大又清潔,是一種倍受期待的新能源。

根據中國地質調查局的評估,我國3到10公里內干熱巖儲量,折合標準煤856萬億噸。而在2021年,我國全年能源消費總量是52.4億噸標準煤。如果干熱巖能夠大規模開采,將對我國能源是一個重要補充。

在十幾年的時間里,中國科學家在干熱巖的開采方面,進行了許多創新性的研發,目前,中國干熱巖鉆井深度,已經超過4千米,并且向著更深層探索。




責任編輯: 李穎

標簽:干熱巖,地熱資源