近些年,我國能源不斷地拓展,導致傳統的化石能源備受衝擊,其中熱門能源主要有太陽能、風能等清潔可再生能源迎來了一大波機遇。為2030年實現碳達峰,2060年實現碳中和的目標奠定了基礎。
近日我國發現了一種新能源,此次發現的新能源與電能和氫能完全不同,該能源在我國儲量十分豐富相當於1810億噸煤炭,根據專家的預測,該能源足夠中國使用3800年。
該能源在此前就已經被人類認定為一種能源,名為乾熱巖。近日,在我國山東發現該能源的儲量十分豐富,由於能源的儲量大,無汙染引起了社會的廣泛關注。
但是據專家介紹,該能源蘇依然儲量豐富,但是要想實現挖掘卻是非常艱難的,如同我國儲量非常豐富的可燃冰一樣,雖然多,但是就是開採十分困難。目前我國在乾熱巖處於勘探和基礎研究階段,若想實現全面開採實現商用,還需要很長一段時間。
乾熱巖到底是什麼?
乾熱巖實際上與傳統的化石能源一樣,埋藏在我們的地下,若要對其利用需要使用工具對其開採出來。但是乾熱巖與傳統的化石能源有著非常大的區別,化石能源出來的是油氣,而乾熱巖就是一種乾燥、高溫的岩石。
根據專家的研究,乾熱巖是一種中酸性的侵入岩,一般情況的溫度都會大於180攝氏度,埋藏在數千米的地下,內部內有或者只有少量的緻密流體。
為什麼熱幹巖會在地下數千米之下呢?這裡的熱幹巖可以理解為地球內部的高溫岩石,我們都知道地球的核心的溫度高達6000攝氏度,而地球核心的直徑數公里。
從地球內部到地球的外部,溫度逐漸降低,到地表就是正常的溫度,而埋藏在地表之前數千公里的岩石,由於距離地球核心的距離相對較近,溫度也比地面高很多。
而且乾熱巖與當前流行的地熱能十分相近,比如我國部分地區擁有野生溫泉,該原理就是地熱將地面的泉水升溫。兩者的溫度來自地下,因此不受氣候的影響,一年四季都是高溫的狀態。
科學家認為,如果使用乾熱巖進行發電,實際上是非常穩定的,由於溫度不受環境的因素的影響。由於熱幹巖的溫度特別高,在發電後的尾水的溫度還可以達到70~80攝氏度,可以用於城市供暖,一舉兩得,未來的潛力巨大。
乾熱巖的儲量到底有多大?
乾熱巖的儲量與傳統的化石能源完全不同,傳統的化石能源出來的那個十分有限,用多了儲量越來越少。那麼幹熱巖的儲量全球有多少?
根據目前可探測的估算,全球乾熱巖的資源儲量非常豐富,地殼中距地表3~10千米深處的乾熱巖所蘊含的能量,相當於全球石油、天然氣和煤炭所蘊藏能量的30倍。
但是根據乾熱巖的儲存原理分析,全球的乾熱巖的儲量可能遠遠地高於這個資料,根據地熱規律,距離地表越深,內部的溫度將會越高,因此只要探測的足夠深,開發得足夠深,乾熱巖的儲量成倍增加,熱能更加地高。
並且乾熱巖的位置十分地深,若被人為利用發電,導致岩石的溫度降低,不能被人類使用,但是地心的岩漿的溫度會再次將其加熱,並且熱能還能再次被人類利用。因此乾熱能的儲量被人類的開發可以看著是熱能儲存,並非使用了就沒有了的化石能源。
早在2012年的《地球學報》中估算過乾熱巖資源的儲量,中國大陸3~10千米深的乾熱巖資源相當於860萬億噸標準煤,按照2%的可開採資源計算,相當於中國能源消耗總量的5200倍。
乾熱巖資源如何開發呢?
看似儲量非常豐富的乾熱巖資源,但是人類對其的開發並非一件容易的事情,並且乾熱巖資源與化石資源一樣,每個國家都存在差異,開發難度差別也十分明顯。
比如美國西部,兩千米以下的地殼,地熱就能達到200℃。但在中國,在華北、東北、東南沿海等區域,要達到180℃,普遍要鑽井達到6千米,這就超出了當前技術可以開發、成本可以承受的範圍。
那麼我們對乾熱巖應該如何開發呢?面對如此滾燙的岩石,我們是不可能將其運送到地面進行二次利用,因此對其的利用還需要多次轉換,最終轉換為電能。科研團隊對乾熱巖的開發分為兩步:
第一步:垂直打井(由於井深達數千米,鑽井難度大)至乾熱岩層,封閉注水,使得井中產生高壓,透過水和高溫岩石發生熱交換,將水溫升高到200~300攝氏度。
第二步,將高溫的水轉移到地面儲存平臺,透過地熱發電和熱能的利用,將其轉化為電能和熱能轉送到千家萬戶。最後,透過水管將水再次注入乾熱巖井中。
全過程非常類似目前我們熟悉的水冷系統,透過熱交換將熱量傳遞到冷卻系統中,冷卻系統將高溫的水降溫,回傳進熱系統中。
但是看似簡單的熱轉換系統,卻面臨著諸多的技術難題,比如高溫鑽井的核心技術,超深鑽井技術等等。因此,即便是我國乾熱巖儲量豐富,無汙染,我國受制於技術問題,不會進一步開發,待到技術成熟,我國勢必將其利用起來。
總結
乾熱巖足夠我國使用3800年,雖然具有儲量豐富,清潔,可再生,未來的前景十分廣闊,相信在未來,將會解決我國能源的短缺問題。
