世界首次中深層地熱資源“無泵式”開采獲重大技術突破

日前,河北唐山召開“超長重力熱管開采干熱巖熱能關鍵技術突破及應用示范項目”工作會議。會議上透露,中科院廣州能源研究所與河北省煤田地質局合作,在唐山海港經濟開發區馬頭營干熱巖地熱深井內開展超長重力熱管取熱試驗,首次實現了中深層地熱資源“無泵式”開采的重大技術突破。

干熱巖地熱資源是國際公認的清潔能源,具有資源量大、分布廣等特點,是未來地熱資源開發利用的重要方向。2019年,河北省煤田地質局組織實施的環渤海(唐山海港)干熱巖勘查項目,在唐山海港經濟開發區3965米深度探獲了溫度達150℃的干熱巖,實現了我國中東部地區干熱巖勘查的重大突破。勘查結果顯示,該區域4000米深度以淺,初步評估干熱巖遠景資源量,折合成標準煤約28億噸。

據了解,目前主流的干熱巖地熱資源EGS開采技術(即增強型地熱系統),需要鉆探多口深井后,在地下建設人工熱儲,并將多口深井通過人工熱儲進行有效連通,此后用高壓水泵驅動水進行循環取熱。這種方式將消耗大量電能,同時還存在管道易腐蝕結垢、耗水量大等問題。從而導致投資風險大、運行成本高、難以上規模、商業化營運困難等問題。因此,干熱巖地熱資源長期得不到有效開發,巨大的地下寶庫難以得到有效利用。

對此,中科院廣州能源研究所與河北省煤田地質局合作,開發了一種全新的“無泵式”干熱巖資源開采技術—干熱巖型地熱超長重力熱管采熱技術。該技術通過向地下數千米深處的干熱巖層鉆孔中,安裝密閉的超長重力熱管,利用獨特的熱管取熱技術抽取干熱巖地熱能量。這類似在地下數千米深處建設了一個“地下超級鍋爐”,“鍋爐”的“燃料”即是干熱巖中的熱能,“鍋爐”產生的蒸汽通過數千米的管道自發地流向地面,此后利用蒸氣凝結所釋放的熱能進行發電、供暖,從而實現中深層地熱資源的高效開發利用。