关于增强型地热系统的赫德伯格研究会议报告

2011年3月18日到23日,美国石油地质学家协会在加利福尼亚州的Napa举办了一场有关增强型地热系统的赫德伯格研究会议。这次研讨会由来自10个不同国家的67名参加者出席,这些国家有美国、澳大利亚、奥地利、加拿大、哥伦比亚、德国、马来西亚、荷兰、新西兰和挪威。

2011年3月18日到23日,美国石油地质学家协会在加利福尼亚州的Napa举办了一场有关增强型地热系统的赫德伯格研究会议。这次研讨会由来自10个不同国家的67名参加者出席,这些国家有美国、澳大利亚、奥地利、加拿大、哥伦比亚、德国、马来西亚、荷兰、新西兰和挪威。

一、地热团体建设与研究和教育中心

没有哪一个大型能源领域的发展是靠一个或者几个单独的个体拥有的技术组合来实现的。就增强型地热系统(EGS,又称“工程型地热系统”)来说,一系列国家和地区项目的展报和演示使全体代表深刻认识到这一点。

二、地热与石油和天然气的联合开发

该研究会议是由3名组织者为了加强油气和地热团体之间的沟通而专门策划的。为了强调这一点,总体框架的问题是:要把增强型地热系统变成经济上可行的资源需要做什么?一致的答案是:比近几十年来我们已经看到的还要多的创新。最具成本效益的创新途径是更好地整合行业、大学、国家实验室的研究与开发和教育。

三、热传输:水不是唯一的选择

正如上面所讨论的,地热和化石能源共同发展的可能性显然是地热行业路线图的一部分,不但扩宽其技术基础而且扩大其覆盖面。我们认为,该技术的核心是新型热采流体,比如CO2。
在与劳伦斯伯克利国家实验室有关的一篇文章中,Pat Dobson等人模拟了使用微孔从热储层中采收热量。
含金属固体也可以用于热传输,毕竟已在测试深部岩石的供热以及评估科罗拉多州油页岩测试地层中的干酪根向石油的转化。

四、更多新技术

一个很有前途的技术进展在于使用大规模直流电阻率层析成像和自电位断层摄影技术来判断地下流体的流动方式和热液系统的范围。
会议期间也强调了与地热产业相关的其他地球物理新进展。
地球物理技术、理论和示范是贯穿地热行业的快速成长的因素。这些包括增强型地热系统注入时地震事件如何被激发的基本模型。
根据Susan Petty的报道,虽然在地热裂缝维持上的支撑剂的使用在技术上有一定的挑战性,但对新的支撑剂材料的研究仍在进行。
科罗拉多州矿业大学的Marte Gutierrez等人根据热液压裂过程的系统化模拟,正积极地帮助开发激发低渗储层的创新方法。

五、经济

增强型地热行业要想崛起,还有几个到目前为止依然存在的技术问题需要解决。首先和最重要的就是项目经济性。在其顶层很可能就是资源分布和经济可行性的组合投资方法。

六、项目

尽管尽全力定期去推进增强型地热系统,但其很大程度上依然处于发展初期。这一努力当然包括康奈尔大学Jeff Tester的不懈工作。他2007年曾在美国麻省理工学院编写了一份关于增强型地热系统潜力的开创性报告。
目前,增强型地热系统项目在美国呈现上升趋势。
在内华达州西部奥马特公司的Desert Peak站点正进行着一个非常现实而有前途的增强型地热系统项目。
科罗拉多州矿业大学的Masami Nakagawa报道了一个从根本上不同于任何其他现有的或计划中的增强型地热系统开发的规划项目—从自燃的地下煤层中提取热量。

七、运营的社会许可

与所有其他行业一样,在现今社会要运营增强型地热系统需要得到公众接受和社会许可。如何恰当地满足这些需求仍难以捉摸,解决方案也很复杂,但在这个有潜力的新兴行业的初期阶段能够认识其重要性还是令人鼓舞的。
我们还需要确保从国内的、清洁的和可持续的能源(如地热资源)获益的公众拥有正确评价不同于其他能源那些对环境的负面影响的知识和工具。在建立相互信任这一社会风气中,成功显然是容易实现的,但必须赢得和建立在时间的基础上。

八、对Geysers的实地考察

经过4天紧张的会议论文宣读、展报和讨论后,18位代表到距Napa以北约1小时车程的Geysers地热田进行实地考察。

资料来源:Dag Nummedal, Gary Isaksen, Peter Malin. 2011 Napa Hedberg Research Conference report on enhanced geothermal systems. AAPG Bulletin, 2013, 97(3): 413~420.

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