“青海共和盆地成功鉆獲溫度高達(dá)153℃的干熱巖，它們埋藏淺、溫度高、分布范圍廣，填補(bǔ)了我國一直沒有勘查發(fā)現(xiàn)干熱巖資源的空白。”這一消息在不久前一經(jīng)刊出，即被視為關(guān)注的焦點。這與近期國內(nèi)的大氣環(huán)境嚴(yán)重惡化以及化石能源開發(fā)利用中的諸多不如意有直接關(guān)系。
　　今年6月13日，中共中央總書記、國家主席、中央財經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組組長習(xí)近平主持召開了中央財經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組第六次會議，研究我國能源安全戰(zhàn)略。能源“革命”是本次會議的關(guān)鍵詞。而在習(xí)近平主席就推動能源生產(chǎn)和消費革命提出的5點要求中，排在第一位的是：推動能源消費革命，抑制不合理能源消費……
　　稍后，一份共同關(guān)注和致力于保護(hù)氣候環(huán)境的聯(lián)合聲明——《中英氣候變化聯(lián)合聲明》在倫敦誕生。《聲明》稱，化石能源燃燒造成嚴(yán)重的大氣污染，影響了千百萬人的生活質(zhì)量。雙方認(rèn)識到氣候變化和大氣污染在很多方面同根同源，許多解決方法也是共通的。這需要雙方立即采取行動。從某種意義上說，這在國內(nèi)舉國“狙擊”霧霾的關(guān)鍵節(jié)點上是一種勢不可擋的助推。
　　近幾年，在霧霾治理的迫切需求下，控制以化石能源為主的能源消費逐漸成為共識。如此，解決問題就要在能源供給鏈條上動腦筋，而強(qiáng)調(diào)建立多元供應(yīng)體系就成為優(yōu)先選擇的路徑。而在能源的多元供應(yīng)體系中，干熱巖的開發(fā)利用也順理成章地備受關(guān)注起來。
　　干熱巖因何“受寵”
　　干熱巖是一種沒有水或蒸汽的熱巖體。很多專家認(rèn)為，從理論上說，隨著地球向深部的地?zé)嵩鰷?，任何地區(qū)達(dá)到一定深度都可以開發(fā)出干熱巖，因此干熱巖又被稱為是無處不在的資源。但就現(xiàn)階段來看，由于技術(shù)和手段等限制，干熱巖資源專指埋深較淺、溫度較高、有開發(fā)經(jīng)濟(jì)價值的熱巖體。
　　國內(nèi)對干熱巖的關(guān)注始于什么時候呢？國土資源部地?zé)針I(yè)務(wù)中心籌備辦公室主任、地?zé)嵫芯渴抑魅?、中國地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所所長助理王貴玲在接受《中國礦業(yè)報》記者采訪時表示，上個世紀(jì)90年代，中國國家地震局地殼應(yīng)力研究所和日本中央電力研究所在北京房山區(qū)合作進(jìn)行了干熱巖發(fā)電的研究試驗工作。當(dāng)時，僅少數(shù)科研單位進(jìn)行了理論探討，并參與了干熱巖或EGS（增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)）國際合作。我國的地?zé)峁ぷ髡咭沧隽艘恍┫嚓P(guān)工作，為我國今后系統(tǒng)全面地開展干熱巖研究奠定了基礎(chǔ)。
　　開發(fā)利用干熱巖，從對大氣環(huán)境的保護(hù)角度和資源的儲備量講，其優(yōu)勢是其他能源類別不可比的。干熱巖資源主要用于發(fā)電，而在其利用過程中不燃燒化石燃料，因此不會排放溫室氣體二氧化碳和其他污染物。相關(guān)研究數(shù)據(jù)表明，一處干熱巖發(fā)電站可能只能連續(xù)工作20年左右。但是，這個熱儲庫關(guān)閉后，地心的熾熱巖漿會重新加熱這些巖石。幾十年后，這些熱巖就能再次被重新用于發(fā)電。而且，在關(guān)閉期間，發(fā)電站可以得到充分的維修和技術(shù)升級，為下次發(fā)電做好準(zhǔn)備，實現(xiàn)周期性循環(huán)發(fā)電。干熱巖儲量豐富，并可循環(huán)利用，可滿足人類長期使用的需要。麻省理工學(xué)院一份研究表明，只要開發(fā)地球上3千米~10千米深度中2%的干熱巖資源儲量，就能產(chǎn)生2×1020艾焦耳的能量。也有專家保守估計，地殼中距地表3千米~10千米深處的干熱巖所蘊(yùn)含的能量相當(dāng)于全球石油、天然氣和煤炭所蘊(yùn)藏能量的30倍。資料顯示，我國地?zé)豳Y源豐富。經(jīng)科學(xué)測算，中國大陸3千米~10千米深處干熱巖資源總計為2.09×1017艾焦耳，合7.149×1014噸標(biāo)準(zhǔn)煤，若按2%可開采資源量計算，相當(dāng)于中國大陸2010年能源消耗總量的4400倍。從區(qū)域分布上看，青藏高原南部占中國大陸地區(qū)干熱巖總資源量的20.5%，溫度也最高；其次是華北(含鄂爾多斯盆地東南緣的汾渭地塹)和東南沿海中生代巖漿活動區(qū)(浙江、福建、廣東)，分別占總資源量的8.6%和8.2%；東北(松遼盆地)占5.2%；云南西部干熱巖溫度較高，但面積有限，占總資源量的3.8%。國土資源部日前發(fā)布的數(shù)據(jù)表明，中國大陸3千米~10千米深處干熱巖資源總量相當(dāng)于中國目前年度能源消耗總量的26萬倍。
　　事實上，干熱巖的另一個尤為重要優(yōu)勢是，在常規(guī)油氣生產(chǎn)區(qū)域資源枯竭后，其是實現(xiàn)能源資源續(xù)接的一種重要路徑。負(fù)責(zé)青海共和干熱巖的勘探工程核檢工作的山東省地礦局魯北地質(zhì)工程勘察院總工程師趙季初向記者介紹，黃河三角洲地區(qū)是勝利油田的主產(chǎn)區(qū)，經(jīng)過近半個世紀(jì)的開采，目前油氣資源已進(jìn)入嚴(yán)重減產(chǎn)期，龐大的油田隊伍將面臨生產(chǎn)轉(zhuǎn)型危機(jī)。而黃河三角洲地區(qū)隨著在國家發(fā)展戰(zhàn)略中地位的提升，對能源的需求也急劇增加，迫切需要新能源的支持。魯北院在石油勘探開發(fā)過程中，發(fā)現(xiàn)了黃三角地區(qū)具有較高的大地?zé)崃髦蹬c地溫梯度背景，在埋深3千米～5千米的可及深度內(nèi)，巖層的溫度可超過150℃，具備干熱巖地?zé)豳Y源形成的地質(zhì)構(gòu)造條件。2013年，魯北地質(zhì)工程勘察院在利津縣施工的干熱巖勘查項目證實了黃河三角洲地區(qū)確實存在干熱巖資源，在2500米深度地溫達(dá)到了104℃，泰古代老結(jié)晶基底巖石的地溫梯度達(dá)到了4.07℃/100米，預(yù)期4500米深度時巖石溫度可達(dá)180℃。這也證實了在黃河三角洲地區(qū)進(jìn)行干熱資源的勘探與開發(fā)的可行性。
　　目前，在東北，處于松遼盆地的大慶油田也面臨著資源枯竭的問題。資料顯示，大慶地下4千米~5千米深的干熱巖所蘊(yùn)藏的地?zé)崮茉淳拖喈?dāng)于全市油氣能量的1萬倍。目前，大慶的干熱巖地?zé)岱植际綗犭娬卷椖恳舱谶M(jìn)行前期工作。
　　深層地?zé)嵫芯抠Y深專家李虞庚也曾在海南省可再生能源協(xié)會組織的“深層熱干巖地?zé)犭娬卷椖繄蟾鏁?rdquo;上表示，開發(fā)利用海南深層地?zé)豳Y源，對調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)海南能源可持續(xù)發(fā)展，建設(shè)低碳經(jīng)濟(jì)試驗示范區(qū)有重大戰(zhàn)略意義。更難得的是，海南地殼薄，比全中國很多地方的地殼要薄20多千米，鉆井不必打很深。
　　干熱巖規(guī)模利用尚待時日
　　青海共和優(yōu)質(zhì)干熱巖資源被發(fā)現(xiàn)，讓這種清潔能源重歸人們的視野，也在國內(nèi)的這個圈子里再次掀起爭論熱潮。很多觀點認(rèn)為，對干熱巖開發(fā)目前已經(jīng)上升到了國家層面。也有專家認(rèn)為，由于技術(shù)、設(shè)備等原因，我國對干熱巖的開發(fā)利用仍尚待時日。
　　趙季初認(rèn)為，干熱巖勘探屬于地?zé)豳Y源勘探中的一個分支，以尋找高溫巖體為其勘探目的。拋開施工地質(zhì)條件的因素，相比于傳統(tǒng)的地?zé)豳Y源勘探以尋找高溫流體為勘探目的，干熱巖的勘探相對要容易一些。魯北院在地?zé)崤c深部資源鉆探技術(shù)方面一直處于山東省內(nèi)領(lǐng)先地位，擁有各類大型鉆機(jī)15部。自1996年在魯北院原址成功開鑿了第一口1480米深的地?zé)峋詠?，其施工的地?zé)峋疃炔粩嗤黄疲壳八┕さ牡責(zé)峋钌钸_(dá)3600米，地層巖性由軟弱的第三紀(jì)沉積巖擴(kuò)展到灰?guī)r、巖漿巖及變質(zhì)巖。強(qiáng)大的施工能力為魯北院進(jìn)行干熱巖勘探提供了技術(shù)保障。
　　王貴玲表示，中國地質(zhì)調(diào)查局水環(huán)所地?zé)嵫芯渴乙恢背袚?dān)著中國地質(zhì)調(diào)查局干熱巖資源勘查開發(fā)的重任，2012年完成了中國大陸3千米~10千米深處的干熱巖資源量的估算，以及各干熱巖分區(qū)的資源評價。2013年，中國地質(zhì)調(diào)查局啟動了我國干熱巖資源調(diào)查評價工作，目前已完成了我國干熱巖地?zé)豳Y源區(qū)域地質(zhì)背景分析，初步建立了干熱巖資源戰(zhàn)略選取的地?zé)釋W(xué)指標(biāo)，劃分了部分干熱巖資源開發(fā)利用優(yōu)先靶區(qū)。其今后的目標(biāo)是，在完成全國干熱巖資源潛力調(diào)查評價的基礎(chǔ)上，開展干熱巖開發(fā)示范，建立我國干熱巖開發(fā)技術(shù)體系，“十三五”末實現(xiàn)干熱巖發(fā)電，力爭“十四五”到“十五五”實現(xiàn)干熱巖商業(yè)開發(fā)。
　　目前，中國地質(zhì)調(diào)查局與青海省在青海東部共同開展干熱巖勘查工作，在共和盆地和貴德盆地同時施工干熱巖鉆探孔。共和盆地鉆探孔顯示深部花崗巖埋深在900米~1850米，上覆有沙巖、泥巖蓋層，具備較好的干熱巖賦存條件。根據(jù)已經(jīng)掌握的情況，共和盆地是開發(fā)干熱巖資源的良好場所。但是，要開發(fā)干熱巖資源需要人工熱儲壓裂等多種關(guān)鍵技術(shù)的支持，因此干熱巖資源距離開發(fā)還有較長的路要走。
　　比如，開發(fā)干熱巖地?zé)豳Y源需要深井鉆探，鉆打高溫巖體鉆頭的耐熱度需要達(dá)到350℃。另外，在實際工作中需要應(yīng)用防斜鉆井技術(shù)，這將增加開發(fā)過程中的難度和生產(chǎn)費用。目前，我國在鉆井、壓裂、微地震監(jiān)測、數(shù)值模擬等方面的技術(shù)雖然有了較大提升，但在建立干熱巖開發(fā)利用技術(shù)體系方面還面臨很多瓶頸，如高溫科學(xué)鉆探技術(shù)、大面積人工熱儲壓裂技術(shù)、人工熱儲裂隙跟蹤技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)研究還需要進(jìn)一步加大力度。
　　王貴玲認(rèn)為，干熱巖的開發(fā)利用應(yīng)遵循“公益先行、商業(yè)跟進(jìn)”的原則：以國家公益性投資為基礎(chǔ)，通過典型示范，形成可以推廣的干熱巖勘查開發(fā)技術(shù)體系，逐步引導(dǎo)商業(yè)資金的介入，實現(xiàn)干熱巖發(fā)電。因此，勘查開發(fā)干熱巖資源應(yīng)先在國家層面上展開調(diào)查與技術(shù)體系研究，之后再逐步引導(dǎo)地方及商業(yè)資本介入。目前，中國地調(diào)局一方面開展全國不同類型區(qū)干熱巖資源調(diào)查；另一方面開展不同類型區(qū)干熱巖資源開發(fā)利用試驗，進(jìn)行干熱巖開發(fā)利用關(guān)鍵技術(shù)研究。
　　干熱巖將影響我國能源結(jié)構(gòu)
　　從1904年意大利托斯卡納的拉德瑞羅第一次用地?zé)狎?qū)動0.75馬力的小發(fā)電機(jī)投入運轉(zhuǎn)，并建造了第一座500千瓦的小型地?zé)犭娬舅闫穑責(zé)岚l(fā)電至今已有超過百年的歷史了。如今，新西蘭、菲律賓、美國、日本等國都先后投入到地?zé)岚l(fā)電的大潮中。其中，美國地?zé)岚l(fā)電的裝機(jī)容量居世界首位。進(jìn)行干熱巖發(fā)電研究的還有英國、法國、德國和俄羅斯，但迄今尚無大規(guī)模應(yīng)用。
　　我國的能源狀況是貧油、少氣、富煤，煤炭在我國能源結(jié)構(gòu)中占70％以上，目前全國每年消耗煤炭量超過30億噸。從促進(jìn)能源可持續(xù)發(fā)展的角度講，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，促進(jìn)新能源的發(fā)展是我國未來能源發(fā)展的重點。上世紀(jì)70年代初，在國家科委的支持下，中國各地也涌現(xiàn)出大量地?zé)犭娬?，?yīng)該算作對這種清潔能源利用的初步嘗試。
　　我國的干熱巖儲量巨大。王貴玲認(rèn)為，如果能規(guī)?；_采，會比水電、風(fēng)電等新能源對能源結(jié)構(gòu)的影響更大。國際能源署（IEA）預(yù)計2050年全球增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)發(fā)電將達(dá)到100吉瓦。然而，目前干熱巖發(fā)電尚處于研發(fā)階段，因此短期內(nèi)不會成為國家電網(wǎng)能量補(bǔ)充的重要渠道，但可以預(yù)計不遠(yuǎn)的將來干熱巖資源將會對我國能源結(jié)構(gòu)產(chǎn)生重要影響。
　　任何一種資源的利用，毫無疑問都會對周圍環(huán)境產(chǎn)生相應(yīng)的副作用。在王貴玲看來，干熱巖發(fā)電系統(tǒng)幾乎為“零排放”，無廢氣和其他流體或固體廢棄物，可維持對環(huán)境最低水平的影響。與傳統(tǒng)能源發(fā)電技術(shù)相比，干熱巖發(fā)電技術(shù)可大幅降低溫室效應(yīng)和酸雨對環(huán)境的影響。
　　在國外干熱巖開采過程中，曾出現(xiàn)過誘發(fā)微地震的狀況（例如瑞士巴塞爾地?zé)犴椖浚?。這可能會是干熱巖開發(fā)的一個潛在風(fēng)險。但只要做好微震監(jiān)測，提高開采技術(shù)，即可以盡可能地減小誘發(fā)地震的風(fēng)險。
　　干熱巖的開發(fā)利用，需要借助大量水的循環(huán)，每次提取地?zé)豳Y源時，都要給地下巖石水庫注水，在循環(huán)過程中還要對流失的水不斷補(bǔ)充。因此，充足的水源供應(yīng)是開發(fā)利用熱干巖的一項重要條件。當(dāng)然，目前也有專家正在研究用超臨界的二氧化碳作為循環(huán)液。這種方法可以避免水溶液注入可能產(chǎn)生的一系列問題，同時實現(xiàn)二氧化碳的資源化。不過，這項研究才剛剛起步，仍有不少技術(shù)難題有待解決。
　　與國外上世紀(jì)70年代開始開展干熱巖勘查與開發(fā)利用相比，我國對干熱巖的開發(fā)利用相對較晚，因此實現(xiàn)大規(guī)模開發(fā)需要更多的投入，才能達(dá)到或趕超國際先進(jìn)水平。
　　對于開發(fā)干熱巖，王貴玲認(rèn)為，應(yīng)遵循“面上展開、點上突破、綜合評價、開發(fā)示范”的原則，分區(qū)域干熱巖資源調(diào)查評價與重點靶區(qū)干熱巖資源開發(fā)示范兩個層面開展工作；面上調(diào)查主要針對我國不同類型的干熱巖資源潛力區(qū)開展調(diào)查工作，評價區(qū)域干熱巖資源量，圈定開發(fā)利用有利目標(biāo)區(qū)；點上突破重點針對干熱巖開發(fā)利用有利目標(biāo)區(qū)，開展干熱巖資源勘查與開發(fā)利用示范，建立干熱巖科學(xué)開發(fā)利用示范研究基地，形成我國干熱巖資源勘查開發(fā)技術(shù)體系；點面結(jié)合，協(xié)調(diào)推進(jìn)，保障實現(xiàn)項目的既定目標(biāo)，最終實現(xiàn)我國干熱巖資源的規(guī)模化開發(fā)利用。此外，干熱巖在社會民眾層面的認(rèn)知度并不高，還需要輔助更多的宣傳，以取得民眾的理解和支持，便于更好地開展工作，進(jìn)一步推動國家的能源的可持續(xù)發(fā)展。