只采熱、不采水 | 世界首次中深層地?zé)豳Y源“無(wú)泵式”開(kāi)采在河北唐山實(shí)現(xiàn)

近期，中科院廣州能源研究所與河北省煤田地質(zhì)局合作，在唐山海港經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)馬頭營(yíng)干熱巖地?zé)嵘罹畠?nèi)開(kāi)展了超長(zhǎng)重力熱管取熱試驗(yàn)，在世界范圍內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)中深層地?zé)豳Y源的“無(wú)泵式”開(kāi)采，通過(guò)開(kāi)發(fā)類似“地下鍋爐”的新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了干熱巖地?zé)豳Y源開(kāi)采技術(shù)的重大突破，為地?zé)豳Y源利用開(kāi)辟了新模式、新路徑。

干熱巖地?zé)豳Y源是國(guó)際公認(rèn)的清潔能源，具有資源量大、分布廣等特點(diǎn)，是未來(lái)地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用的重要方向。2019年，河北省煤田地質(zhì)局組織實(shí)施的環(huán)渤海(唐山海港)干熱巖勘查項(xiàng)目，在唐山海港經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)3965米深度探獲了溫度達(dá)150℃的干熱巖，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)中東部地區(qū)干熱巖勘查的重大突破?？辈榻Y(jié)果顯示，該區(qū)域4000米深度以淺，初步評(píng)估干熱巖遠(yuǎn)景資源量，折合成標(biāo)準(zhǔn)煤約28億噸。

據(jù)了解，目前主流的干熱巖地?zé)豳Y源EGS開(kāi)采技術(shù)(即增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng))，需要鉆探多口深井后，在地下建設(shè)人工熱儲(chǔ)，并將多口深井通過(guò)人工熱儲(chǔ)進(jìn)行有效連通，此后用高壓水泵驅(qū)動(dòng)水進(jìn)行循環(huán)取熱。這種方式將消耗大量電能，同時(shí)還存在管道易腐蝕結(jié)垢、耗水量大等問(wèn)題。從而導(dǎo)致投資風(fēng)險(xiǎn)大、運(yùn)行成本高、難以上規(guī)模、商業(yè)化營(yíng)運(yùn)困難等問(wèn)題。因此，干熱巖地?zé)豳Y源長(zhǎng)期得不到有效開(kāi)發(fā)，巨大的地下寶庫(kù)難以得到有效利用。

對(duì)此，中科院廣州能源研究所與河北省煤田地質(zhì)局合作，開(kāi)發(fā)了一種全新的“無(wú)泵式”干熱巖資源開(kāi)采技術(shù)——干熱巖型地?zé)岢L(zhǎng)重力熱管采熱技術(shù)。該技術(shù)通過(guò)向地下數(shù)千米深處的干熱巖層鉆孔中，安裝密閉的超長(zhǎng)重力熱管，利用獨(dú)特的熱管取熱技術(shù)抽取干熱巖地?zé)崮?/strong>量。這類似在地下數(shù)千米深處建設(shè)了一個(gè)“地下超級(jí)鍋爐”，“鍋爐”的“燃料”即是干熱巖中的熱能，“鍋爐”產(chǎn)生的蒸汽通過(guò)數(shù)千米的管道自發(fā)地流向地面，此后利用蒸氣凝結(jié)所釋放的熱能進(jìn)行發(fā)電、供暖，從而實(shí)現(xiàn)中深層地?zé)豳Y源的高效開(kāi)發(fā)利用。

據(jù)介紹，該技術(shù)投資風(fēng)險(xiǎn)小，利用該技術(shù)能夠大幅提升采熱效率，而且無(wú)需使用水泵維持，節(jié)約了大量電能，還有效避免了管道腐蝕結(jié)垢、耗水量過(guò)大等問(wèn)題，是一種高效、穩(wěn)定、運(yùn)行成本低的新型干熱巖地?zé)豳Y源開(kāi)采方式。該試驗(yàn)結(jié)果顯示，在地下取熱段巖石平均溫度為119°C的地?zé)釛l件下，地面獲得了溫度最高達(dá)90°C的飽和水蒸汽，持續(xù)采熱功率接近200千瓦。