增强型地热系统——21世纪地热能的未来

进入21世纪以来,随着常规能源的大量消耗,全球能源供需形势日趋紧张,加剧了地缘政治冲突。福岛核事故为核电的发展带来了巨大的疑问,常规能源短缺已成为制约全球经济发展的共同难题。非常规能源(如页岩气、天然气水合物、干热岩,等等)越来越为人们所关注。2012年我们针对页岩气系统地介绍了国外页岩气资源及勘查开发现状。今年我们再次介绍了另一种非常规能源——增强型地热系统(EGS,Enhanced Geothermal Systems)。

增强型地热系统是在干热岩(HDR,Hot Dry Rock)技术基础上提出来的,即将水通过井注入到人工产生的、张开的连通裂隙带中,水与岩体接触而被加热,然后通过生产井返回地面,形成一个封闭回路,以提取热能。干热岩是一种不含或含有少量水或蒸汽等地下流体的热岩体,主要为变质岩或结晶岩类岩石,普遍埋藏于地表2千米以下,温度在150oC以上,相对于会引发环境问题的化石燃料和核能来说,具有分布广泛、资源量丰富、开发利用对环境影响小、安全性好、热能连续性好和利用效率高等特点,正愈来愈受到各国政府及相关研究机构和企业的重视。

美国对其国内EGS资源进行了全面评估,评估结果表明:美国可开采的EGS资源量超过2×1023焦耳,是美国2005年一次能源年消费量的2000倍,预计在2020年左右EGS发电就可以投入商业运营。若按10千米范围EGS资源量基础计,则其为美国一次能源年消费量的13万倍以上。除美国外,日本、英国、法国、德国、澳大利亚、瑞士、瑞典等许多国家也相继进行了研发和试验,试验电厂的发电量由300万瓦逐渐提高到1100万瓦,更加接近商业规模。由此不难看出,EGS的开发利用可能是非常规能源的又一个突破口。

为了使相关领导和专家全面了解和掌握国外EGS资源评估及开发利用现状,中国地质图书馆文献情报室根据中国地质调查局科技外事部的部署和馆领导的指示,就非常规能源中最具开发远景、对环境影响相对小、热能巨大、目前尚不受关注的EGS进行资料收集、分析和研究,组织编写了《增强型地热系统——21世纪地热能的未来》。

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