山東發現"可供中國使用3800年"的清潔能源？應該先了解這個真相

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衝擊，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”，儲量大約相當於180億噸煤炭，可供中國使用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，雖然乾熱巖儲量大、無汙染，但想要挖掘並利用它並非是件易事，中國現在只是處在勘探和基礎研究階段。

乾熱巖到底是什麼呢？

橫空出世的乾熱巖？

乾熱巖，顧名思義，它是一種乾燥、高溫的岩石，大部分為中酸性侵入岩，一般溫度大於180℃，埋藏在數千米深的地下，其內部沒有或僅有少量緻密流體。

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

由於乾熱巖的溫度很高，發電過後的尾水仍能達到70~80℃，因此還可以用於供暖，它似乎是未來最具潛力的新興能源。

據估算，全球乾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，只要能夠開採得足夠深，乾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。

儘管我們已經可以透過技術手段“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，並且可以長時間源源不斷地獲取能量，但乾熱巖的利用和溫泉又有很大的區別。

乾熱巖如何開發？

距地表3千米以下的地殼，主要由火成岩和變質岩組成，特點是有足夠的溫度，但缺乏孔隙，這些巖體並不是真的“幹”，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乾熱型兩類。溫泉就屬於水熱型地熱能，它透過對水熱系統中流體的開採即可獲取地熱能。

而乾熱巖結構緊密，內部裂隙較小，不含或僅含少量流體，屬於乾熱型地熱能，實際上，絕大多數的地熱能也都是乾熱型，而透過人工壓裂形成增強型地熱系統，才能開採利用這部分地熱能。

乾熱巖的開發原理並不複雜，簡單地說，就是給地球裝上一個“熱水龍頭”。

首先，在儲存乾熱巖區域的地面上打一口豎井，當它到達乾熱岩層後，封閉井孔並向井中注水，使井中產生高壓。由於巖體緻密，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，並相互連通，最後形成一個面狀的儲熱空間。而這些注入的水沿著裂隙運動，它們與周圍的熱岩石發生熱交換，變為了高達200-300℃的高溫高壓的水汽混合物。

之後，在這個儲熱空間上繼續打井，將高溫水汽傳輸到地面，用於地熱發電和熱能的綜合利用，利用之後的溫水又可以注回井中，回灌到乾熱巖中進行迴圈利用。

這個過程就是在利用地熱來“燒開水”，將涼水變為熱水，原理上並不複雜，但是現有的勘探技術無法鑽取到地球的深層，只能對埋藏較淺的乾熱巖進行開採。

當然，在進行開採之前還需要做好充足的準備，瞭解整個資源的分佈以及確定岩石縫隙的走向，有利於實現較高的能量轉化率和較低的成本。

乾熱巖開發有哪些嘗試及挑戰？

不知不覺，乾熱巖的研究歷史也即將跨過半個世紀，但大多隻侷限在歐美、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，目前仍處於探索實踐階段。

2012年，我國啟動了863計劃，正式開展乾熱巖的熱能開發與利用專案。

經過資源勘探和技術可行性分析，位於青海的共和盆地是乾熱巖開採條件最優質的地方，地下4千米的溫度能達到200℃，是一塊絕佳的乾熱岩基地。我國也在這裡打下了第一口乾熱巖井，探明瞭乾熱巖資源。

隨後，又在海南福山等地進行打井。然而，受限於高溫鑽完井等核心技術，我國所鑽乾熱巖井均屬於勘探井，並沒有開發井。

雖然乾熱巖儲量大、無汙染，但由於深部鑽探技術的不成熟、壓裂的高昂成本，它的開採難度極大，放眼全球，真正成功執行的乾熱巖專案屈指可數。

乾熱巖利用還可能有哪些問題？

儘管乾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，因此乾熱巖的開發可能會誘發地震。此外，還有理論認為，乾熱巖開採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。

來源：科普中國