干热岩是什么，据说可以改变我国的能源消费现状，这是真的吗？随着经济的发展，我国的能源消耗总量也在不断攀升，并且现如今我国已经成为了全球第一能源消费大国，能源缺口高达8.9亿吨标准煤。可是大家知道吗？我国的地底下却埋藏着一个巨大的能源宝库，即便只开采它的2%，那也能让我们国家使用上千年。
干热岩是一种新兴的地热能源，一般是指温度大于180℃，埋在地底数千米处的致密不透水的高温岩体。它的形成与我们地球的结构有着密不可分的联系。咱们都知道地球由地壳、地幔与地核组成，其中地核的温度最高，可以达到接近7000℃。地核的热量向上传导穿过地幔会接近到地壳，这时地壳中不含水的岩石层就会获得高温能量，也就因此形成了干热岩。理论上来讲，从地球的任何地方往下挖，都可以开发到干热岩。但如今由于技术的限制，可以被称为资源的干热岩一般是指埋藏较浅、温度较高并且有开发价值的热岩体。
干热岩的形成
第一，它的利用率很高。干热岩的发电效率可以达到73%，是太阳能光伏发电的5.2倍，风力发电的3.5倍。保守估计，地下3~10千米处所蕴含的干热岩能量相当于全球所有石油、天然气和煤炭所蕴含的能量总和的30倍。而我国的干热岩资源总量约为856万亿吨标准煤，占世界干热岩资源总量的1/6左右，就算是只能开采出2%，那也相当于我国2015年全国能耗总量的4400倍。看到这里，大家是不是已经开始心动了？别着急，干热岩的好处还远不止这一点。
第二，它的稳定性较好。咱们都知道风能、太阳能这类的清洁能源受天气的变化的影响太大了，上一秒还可以正常发电的太阳能可能下一秒就因为天气骤变而停止工作。但干热岩不会出现这种情况，因为它是一种地热资源，是埋藏在地下的，不会受到季节、气候、昼夜等自然条件的影响。
第三，它的污染小。干热岩与化石燃料相比对环境的影响要更小一些，甚至可以说是零污染排放，它在利用与开发过程中没有废气和其他固体废弃物排出，可以把对环境的影响降到最低。
第四，安全性更高。与靠核反应为热力源的核电相比，利用干热岩发电的安全性更高一些。虽然说靠核能发电的确是一种高效率的发电方式，但如果核电厂发生一点事故，那带来的后果都是不可想象的。就拿切尔诺贝利核事故来说，在那场事故中有60多万人受害，并且核辐射所带来的影响在短时间内根本无法消除。而这也使得许多人开始反思我们是否还应该大力发展核电。
但是利用干热岩发电则不会有上述的困扰。因为它在开发过程中没有爆炸的危险，更不会引起灾难性的事故或者污染。
最后一个好处就是成本低。虽然它前期需要投入大量的资金用于基础建设，但它不需要燃料，因此后期的投入会相对较少，发电成本远低于火电、核电，仅为太阳能发电成本的十分之一。
干热岩在世界范围内的分布都很普遍，并且英国、美国、法国等国家在很早之前，就已经开始着手开发干热岩资源。目前全球实施的干热岩开发项目达到了40多个，其中美国在20世纪70年代石油危机的驱动下，率先开始了对干热岩地热资源的开发。1974年美国Los Alamos国家实验室提出采用水力压裂技术在干热岩中建造储水层，通过注水井与生产井将储层连接起来的方法开采地热。后来在原子能委员会的资助下该实验室在新墨西哥的Fenton Hill试验建设了一个干热岩系统，并且在1977年时成功实现干热岩热流循环，但后来由于设计缺陷与资金不足等问题，这项研究被迫终止。之后美国政府对干热岩的投资逐步减少。直到2000年时，美国在对其之前项目分析的基础之上，明确提出了干热岩勘查开发的主攻方向，即推进增强型地热系统技术示范研发。
它的雏形就是我们前面提到的美国在1974年采用的开发方案。增强型地热系统又被简称为EGS。它也需要建造生产井与注入井，在使用时将冷水注入到地层中，使它的裂隙变大，并将水作为介质吸取地下岩层的热能，形成高温高压水汽，再从生产井中取出，之后通过热交换以及地面循环装置，将收集来的高温水汽用于发电与综合利用，再将降下温来的温水通过注入井注入到地下岩层中，从而达到循环利用的目的。
举一个不太恰当的例子，就是和我们在夏天的时候将冷水泼在热得发烫的石头上，冷水会在极短的时间内转变为水汽一样，只不过在EGS中，这是一个闭环而已。因此在开采干热岩的过程中不会有废气的排出，当然也不会进行爆破或者引发灾难性的事故。截止到2013年，全球累计建设的EGS工程累计达到了39个。并且在2015年时，美国能源部地热技术办公室启动了地热能前沿观测研究计划，希望可以通过建设地下实验室来推进EGS的前沿研究。
小强哥在前面提到过，我国的干热岩资源储量丰富，可以占到世界资源量的1/6。
那它主要都分布在哪？我国对干热岩的研究又进展到哪一步了呢？
我国的干热岩资源主要分布在青藏高原、渤海湾盆地、松辽盆地等地方。并且青藏高原南部的资源储量巨大，可以占到我们国家干热岩资源总量的1/5。就拿位于青海省的共和盆地来说，它拥有近3093平方公里的干热岩分布区，有着6303亿吨标准煤的能源储量。2019年，在山东省的部分地区也发现了干热岩富存区，资源总量相当于188亿吨标准煤。
并且目前我国在干热岩开发方面也取得了一定的进展。就在刚刚过去的2020年，我国中科院的蒋方明团队在干热岩超长重力热管取热研究方面获得突破，解决了增强型地热系统投资过高，工质损失严重等问题。并且目前已经在河北省成功开展了取热试验，持续采热功率接近200千瓦。这项技术不仅可以用于干热岩的开采，也可以在其他地热水开采受限的地区使用。
虽然世界各国都在积极地开展相关研究，但我们在干热岩开发的储藏建造、压裂技术以及钻井工艺等方面仍旧存在一些问题，要想利用干热岩进行大规模的发电，我们仍然有很长一段路要走。
但不可否认的是，干热岩资源将会在世界清洁能源行列中占有一席之地。尤其是对于像我国这样的能源消耗大国来说，开发利用干热岩这种储量大、质量高并且对社会环境产生很小影响的清洁能源显得尤为重要。在小强哥看来，我国可以在总结国外EGS研发经验的基础上，结合我国的实际，制定相关开发方案，并且还要加强国家合作与人才引进、开展跨学科人才培养计划，让干热岩这一丰富资源尽早发挥它的作用。
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