本文專家:郭光星，能源領域工程師

2020年9月22日，我國在第75屆聯合國大會上正式提出2030年實現碳達峰、2060年實現碳中和的目標。

雙碳政策的實行使得傳統化石能源備受沖擊，而太陽能、風能等清潔可再生能源則又迎來了一波發展機遇。

近日，一些媒體稱，山東發現新能源“巨大寶藏”，儲量大約相當于180億噸煤炭，可供中國使用3800年。

山東發現新能源，夠中國使用3800年

其實，早在2016年和2019年，就有此報道。

然而，是否真的可供使用3800年還有待探討。此外，雖然干熱巖儲量大、無污染，但想要挖掘并利用它并非是件易事，中國現在只是處在勘探和基礎研究階段。

干熱巖到底是什么呢?

橫空出世的干熱巖?

干熱巖，顧名思義，它是一種干燥、高溫的巖石，大部分為中酸性侵入巖，一般溫度大于180℃，埋藏在數千米深的地下，其內部沒有或僅有少量致密流體。

與太陽能、風能等常規的新能源不同，干熱巖來源于地球內部(地熱能)，因此不受氣候影響，發電也更為穩定。

由于干熱巖的溫度很高，發電過后的尾水仍能達到70~80℃，因此還可以用于供暖，它似乎是未來最具潛力的新興能源。

據估算，全球干熱巖的資源量是所有煤、石油等化石能源的近30倍，根據地熱學規律，距離地表越深，溫度越高，因此，只要能夠開采得足夠深，干熱巖的能量是不可限量的。

但另一方面，地熱能又是極其危險的，一旦失控將會引發火山爆發或地震。

盡管我們已經可以通過技術手段“馴服”一部分地熱能，例如，溫泉就是生活中最常見的地熱能利用形式，整個過程是非常環保，并且可以長時間源源不斷地獲取能量，但干熱巖的利用和溫泉又有很大的區別。

干熱巖如何開發?

距地表3千米以下的地殼，主要由火成巖和變質巖組成，特點是有足夠的溫度，但缺乏孔隙，這些巖體并不是真的“干”，只是流體含量(含水量)不夠。

根據成因和產出條件的不同，地熱能可大致分為水熱型和干熱型兩類。溫泉就屬于水熱型地熱能，它通過對水熱系統中流體的開采即可獲取地熱能。

而干熱巖結構緊密，內部裂隙較小，不含或僅含少量流體，屬于干熱型地熱能，實際上，絕大多數的地熱能也都是干熱型，而通過人工壓裂形成增強型地熱系統，才能開采利用這部分地熱能。

干熱巖的開發原理并不復雜，簡單地說，就是給地球裝上一個“熱水龍頭”。

首先，在儲存干熱巖區域的地面上打一口豎井，當它到達干熱巖層后，封閉井孔并向井中注水，使井中產生高壓。由于巖體致密，高壓水會使巖體產生裂縫，而隨著低溫水的不斷注入，裂縫便會不斷增加、擴張，并相互連通，最后形成一個面狀的儲熱空間。而這些注入的水沿著裂隙運動，它們與周圍的熱巖石發生熱交換，變為了高達200-300℃的高溫高壓的水汽混合物。

之后，在這個儲熱空間上繼續打井，將高溫水汽傳輸到地面，用于地熱發電和熱能的綜合利用，利用之后的溫水又可以注回井中，回灌到干熱巖中進行循環利用。

這個過程就是在利用地熱來“燒開水”，將涼水變為熱水，原理上并不復雜，但是現有的勘探技術無法鉆取到地球的深層，只能對埋藏較淺的干熱巖進行開采。

當然，在進行開采之前還需要做好充足的準備，了解整個資源的分布以及確定巖石縫隙的走向，有利于實現較高的能量轉化率和較低的成本。

干熱巖開發有哪些嘗試及挑戰?

不知不覺，干熱巖的研究歷史也即將跨過半個世紀，但大多只局限在歐美、日本、澳大利亞等發達國家，它們建立了多處開發利用試驗研究基地。而我國在高溫巖體地熱的開發研究起步較晚，目前仍處于探索實踐階段。

2012年，我國啟動了863計劃，正式開展干熱巖的熱能開發與利用項目。

經過資源勘探和技術可行性分析，位于青海的共和盆地是干熱巖開采條件最優質的地方，地下4千米的溫度能達到200℃，是一塊絕佳的干熱巖基地。我國也在這里打下了第一口干熱巖井，探明了干熱巖資源。

隨后，又在海南福山等地進行打井。然而，受限于高溫鉆完井等核心技術，我國所鉆干熱巖井均屬于勘探井，并沒有開發井。

雖然干熱巖儲量大、無污染，但由于深部鉆探技術的不成熟、壓裂的高昂成本，它的開采難度極大，放眼全球，真正成功運行的干熱巖項目屈指可數。

干熱巖利用還可能有哪些問題?

盡管干熱巖開發仍然處在初級階段，距離大規模利用還有很長的路要走，但另一方面，我們需要提前考慮到它會帶來哪些危害。

其中，因為壓裂巖體時需要施加巨大的力量，改變了天然的應力場，再加上人工活動會讓裂隙活化，因此干熱巖的開發可能會誘發地震。此外，還有理論認為，干熱巖開采可能會提前透支地球的保溫機制，加速地球的冷卻，也許這只是杞人憂天。

“我們的征途是星辰大海”，面對廣袤的太空和深邃的海洋，我們充滿了求知進取的動力和勇氣，但不得不承認的是，我們對腳下這片土地卻知之甚少，也許在地殼更深處埋藏著更多的秘密。