世界首次中深层地热资源“无泵式”开采获重大技术突破

日前,河北唐山召开“超长重力热管开采干热岩热能关键技术突破及应用示范项目”工作会议。会议上透露,中科院广州能源研究所与河北省煤田地质局合作,在唐山海港经济开发区马头营干热岩地热深井内开展超长重力热管取热试验,首次实现了中深层地热资源“无泵式”开采的重大技术突破。

干热岩地热资源是国际公认的清洁能源,具有资源量大、分布广等特点,是未来地热资源开发利用的重要方向。2019年,河北省煤田地质局组织实施的环渤海(唐山海港)干热岩勘查项目,在唐山海港经济开发区3965米深度探获了温度达150℃的干热岩,实现了我国中东部地区干热岩勘查的重大突破。勘查结果显示,该区域4000米深度以浅,初步评估干热岩远景资源量,折合成标准煤约28亿吨。

据了解,目前主流的干热岩地热资源EGS开采技术(即增强型地热系统),需要钻探多口深井后,在地下建设人工热储,并将多口深井通过人工热储进行有效连通,此后用高压水泵驱动水进行循环取热。这种方式将消耗大量电能,同时还存在管道易腐蚀结垢、耗水量大等问题。从而导致投资风险大、运行成本高、难以上规模、商业化营运困难等问题。因此,干热岩地热资源长期得不到有效开发,巨大的地下宝库难以得到有效利用。

对此,中科院广州能源研究所与河北省煤田地质局合作,开发了一种全新的“无泵式”干热岩资源开采技术—干热岩型地热超长重力热管采热技术。该技术通过向地下数千米深处的干热岩层钻孔中,安装密闭的超长重力热管,利用独特的热管取热技术抽取干热岩地热能量。这类似在地下数千米深处建设了一个“地下超级锅炉”,“锅炉”的“燃料”即是干热岩中的热能,“锅炉”产生的蒸汽通过数千米的管道自发地流向地面,此后利用蒸气凝结所释放的热能进行发电、供暖,从而实现中深层地热资源的高效开发利用。