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    来自地下4700米的温暖,绿色又低碳
    发布时间:2022-6-17 11:30:45  浏览次数:

    近日,位于江苏省兴化市兴东镇北贺村的“苏热1井”开始进行热储层压裂实验,这标志着江苏首个干热岩综合利用试验项目正式启动。

    干热岩是地壳深处不含水或蒸汽的、温度在150℃以上的热岩体,属于地热资源的一种。在科技实力不断“加持”下,目前,江苏浅层地热能和水热型地热资源开发利用技术已基本成熟,其应用在各地“遍处开花”,给居民带来绿色生活的同时,减少了碳排放,节约了电能,取得了可观的经济和社会效益。


    江苏在国内第四个发现干热岩

    “干热岩可进行发电、供暖、种植、养殖等综合梯级利用,与其他清洁能源相比,开发利用干热岩资源具有‘稳定高效、永久持续、储量丰富、清洁环保’等四个特点。”16日,在对热储层压裂实验结果进行分析时,江苏省地质调查研究院技术人员向记者介绍。

    热储层压裂实验的目的是什么?技术人员解释,压裂就是利用深井注入高压水,渗透进入干热岩层缝隙并吸收地热能量的过程。“简而言之,就是把地下的热水抽上来发电!”记者在现场看到,干热岩石裂隙中的高温水、汽通过另一个专用深井到达地面,随后进入热交换及地面循环装置用于发电,而冷却后的水再次通过高压泵注入地下热交换系统循环使用,整个过程都是在一个封闭的系统内进行。

    往地底下注水并不容易。记者了解到,在克服了地层复杂、施工难度大等诸多困难后,今年年初,“苏热1井”顺利完井,井深约4700米,井底温度155℃,成功探获碳酸盐岩热储层,首次证实苏北盆地蕴藏丰富的干热岩资源,实现了江苏省干热岩勘查“零”的突破。

    经省地质调查研究院初步估算,泰州地区干热岩资源蕴藏量折合标准煤196亿吨,约为全省2020年能源消耗总量的60倍,省发改委评价认为“苏热1井”能为江苏 “双碳”目标做出重要贡献。“干热岩是极具战略潜力的新型能源,泰州要做‘双碳’工作的先行者,加大清洁能源勘探力度,让埋藏地下的宝贝更好造福人民。”泰州市委书记朱立凡说。

    江苏是我国第四个发现干热岩的省份,科学开发利用这一资源,对江苏改善能源结构、缓解能源短缺、保护生态环境、促进碳达峰碳中和具有重要意义。目前,省地质调查研究院已布设微地震监测台站,完成了“苏热1井”微地震监测工程浅井/地面台站建设,同时完钻了1500米微地震监测井钻探。热储层压裂实验分析结束后,将围绕查明干热岩等地热资源分布潜力、规模化开发利用技术研究部署,加强规划布局等方面开展工作。


    地热推动绿色能源高质量发展

    我国能源结构目前以煤炭为主,每月消费量达3亿吨。在江苏省地热能源学会副秘书长、地热能专家杜建国看来,我国的能源结构势必调整选择更加清洁的能源,而地热是具备最大优势的能源。

    “干热岩位于地下深度310公里之间。”杜建国说,地热资源主要有三种(层),除深层的干热岩资源外,还有地表以下一定深度(一般小于200)范围内岩土体、地下水和地表水具有开发利用价值的一般低于25℃的热能的浅层热能及中深层水热型地热。

    他介绍,浅层热能资源通常赋存在地下0200米深度的土壤、地下水中,采用地源热泵技术提取热能对建筑物供暖和制冷;其中,100米左右区域温度常年恒温18℃左右,以水为载体转运地下恒温,可为地上建筑物提供制冷供暖。如淮安市的江苏省水文地质工程地质勘察院的大厅内,飘出恒温微风的空调就依靠地热能开展工作。“地源热泵空调系统在大楼下共打井215口,每口孔深100米,通过2台热泵机组输送循环水。”江苏省水文地质工程地质勘察院许永斌介绍,地源热泵通过输入少量的高品位能源电能,实现低温热能向高温热能的转移。

    “中深层热能则为200米到3000米的深度的水热型地热资源,地下热水自然温度超过25℃,里面含有一种或一种以上对人体有益的矿物质元素,具备一定储水量,用途广泛,主要集中在生态旅游、洗浴、种植、养殖等领域,也是江苏目前利用最广泛的地热资源形式。” 杜建国补充道,南京市汤山镇温泉就是中深层热能的典型运用。据统计,江苏省现有地热井300眼左右。


    硬核科技实力保障地热开发利用

    记者从泰州市自然资源和规划局获悉,为推进“苏热1井”干热岩开发利用示范工程建设的相关研究和试验工作,省自然资源厅前不久下达20212022年度干热岩项目资金4630万元,省科技厅部署3000万元重大科技示范项目,用于干热岩开发利用技术攻关。

    目前,干热岩资源开发利用正在积极规划布局,而浅层和中深层地热资源开发利用已取得明显成效。“依靠高校科研院所的技术保障,目前地热勘探主要采用地球化学方法、重力航磁数据采集及解译、微动测深、可控源音频大地电磁测深等科技手段。”杜建国介绍,地热能源已广泛应用于建筑空调、水产养殖、科技住宅等场景。

    如今,地热能源应用正步入寻常百姓家。在南通海安老坝港,养殖户已经开始使用中层地热水养殖河豚;在南京鼓楼国际服务外包产业园,目前江苏省内规模最大的江水源热泵和区域供冷供热项目已建成投入使用;在徐州贾汪,矿(钻)井出水温度达47℃,可用于生态体验、生态农业以及大棚种植。

    “到目前为止,江苏地热资源勘查和开发利用基本都是市场推动。”杜建国坦言,江苏地热能源丰富,但利用形式单一。他建议,应在系统进行全省地热能源勘查的基础上开展江苏地热能源勘查和开发利用规划,从现实性、经济性(投入产出性价比)、社会需求和加快助力实现双碳目标等综合方面考虑,加强全省中高温水热型地热勘查、潜力评价和综合高效利用研究工作。此外,还需加强地热资源的有序开发和有效保护,加强地热资源开发利用的监督和管理。


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