能源利用

最近，一些自媒体声称，山东发现新能源“巨大宝藏”，储量大约相当于180亿吨煤炭，可供中国使用3800年。这里所说的宝藏，是一种地壳较深处的高温岩体——干热岩。在全球经历了一个缺煤、气荒的2021年之后，如果在我们脚下就埋藏着如此海量的能源，那无疑是惊天动地的大事件。

事实上，这个“发现”并不是最近的事。早在2016年，就有权威媒体报道，山东省第一地质矿产勘查院发现了中国东部赋存条件最好的干热岩。该勘察院水文地质所主任景晓东预测，仅在威海市文登区一处，高温干热岩的能量即使只有2%被利用，便可供山东全省使用38年，“其效益不亚于找到一座大型金矿。”

（资料图片）位于法国的苏尔茨项目，是迄今为止全球最成功并稳定商业发电的干热岩开发项目。

到了2019年，有媒体报道，该项目也在山东日照市莒县、五莲县一带发现干热岩富存区，资源量折合标准煤总计超过187.79亿吨。2017年到现在，中国煤炭消耗量平均每年在40亿吨左右，因此，假设山东蕴藏的干热岩能量相当于187.79亿吨煤，也不可能供中国使用3800年。但更为关键的是，山东真的找到了这样一座地下“金矿”吗？

对于这类新闻，中科院地质地球所地热资源研究中心主任庞忠和表示，这属于严重地误导公众。虽然干热岩储量大、无污染，但它是一种开采难度极大的地热能。放眼全球，真正运行得较为成功的项目，也屈指可数。中国现在并没有干热岩的开发技术，只是处在调查和基础研究阶段。

干热岩：储量比煤、油、气多30倍的清洁能源

按照地热学的基本规律，越靠近地球深部，温度越高，地表往下每走一千米，地球平均大约增温30℃。因此，可以想见，只要能够开采得足够深，地球可以给人类回馈的热能资源储量，无疑是巨大的。一个学界常引用的说法是，地壳中距地表3~10千米深处的干热岩所蕴含的能量，相当于全球石油、天然气和煤炭所蕴藏能量的30倍。

干热岩发电，就是将地面的冷水注入到地下深处，利用干热岩的热量加热，使水成为热水或水蒸气，用来发电。干热岩凭借巨大存储量、环保无污染、可循环利用的优势正在成为新能源中冉冉升起的新星。

图为干热岩地热发电站结构图             图片来源：国际能源网

德国卡尔斯鲁厄理工学院教授、地球科学研究所地热能部门主席托马斯·科尔称，距地表3千米以下的地壳，主要由火成岩和变质岩组成，它们的特点是有足够的温度，但缺乏孔隙，这些岩体并不是真的“干”，流体含量只是不够。比起温泉、地热水井这类地热形式，干热岩型地热资源，占据了绝大多数地球热能。

人类该如何利用来自大山深处的温度？

1970年代的美国，正值遭遇全球石油危机时期，对干热岩的开发，也就从那时的美国开始。目前为止，全球已经开展了约64个干热岩实验或开采项目。

中国的干热岩调查工作，是从“十二五”期间正式开始的，这与当时中国开始重视雾霾治理、改善大气环境的背景密不可分。因为干热岩如果可以大规模开发和应用，将是一种资源含量非常巨大的可再生清洁能源。

干热岩将来主要的用途是发电。由于干热岩的温度很高，发电过后的尾水还能达到70~80摄氏度，相当于普通地热水，能再次用于供暖、制冷。干热岩不仅体量巨大，而且，用于发电几乎是零排放，又比风能、水能等清洁能源更加稳定，不受气候影响。文献还指出，一处干热岩发电站使用大约20年后，岩体温度会下降，不能继续使用，但是地心岩浆会再次“加热”这些岩石，几十年过后，热能便可再次利用。

2019年，河北省煤田地质局组织的干热岩勘查项目称，在唐山市马头营3965米深度，钻获了京津冀地区埋藏最浅的干热岩，估算4500米以浅、195平方公里范围内，远景资源量折合标准煤为78亿吨。2021年9月，该项目实现了干热岩试验性发电。这是我国首次实现干热岩试验性发电，为干热岩这一清洁能源的开发利用奠定了坚实基础。

2022年1月，江苏泰州“苏热1井”干热岩项目开始进行压裂试验，该项目由江苏省自然资源厅投入4630万，是江苏第一个干热岩预查验证孔。据泰州地区初步估算，其干热岩资源含量折合标准煤196亿吨。

图片来源：泰州发布 熊珠琴

庞忠和参与了许多国家地热能相关的战略规划和标准制定，这两年，他感到干热岩得到的关注越来越多了。2020年，是中国“碳中和”元年，地热作为五大非碳基能源之一，得到了更进一步的重视。2021年，在中科院重大咨询项目“中国碳中和框架路线图研究”中，干热岩的开发就是专题内容之一，与地热能开发有关的高层会议也不少。

王贵玲曾在接受媒体采访时将干热岩开发比喻为“给地球安装插头”，如果能够成功地装上这个插头，唾手可及、源源不断的能源将不再是妄谈。

干热岩开发，能否改写传统能源版图？

截至目前，我国已初步筛选出干热岩勘查开发的几大重点区域：东南沿海地区、藏南地区、大同盆地、松辽平原、环渤海地区、长白山地区、五大连池地区、雷州半岛地区、琼北、川西、滇西、华北平原、苏北盆地、关中盆地、塔里木盆地、柴达木盆地、准噶尔盆地、阿尔山地区、塔什库尔干地区。国内部分省市对干热岩的开发利用也表现出了兴趣，如山东、青海、广东等省在该领域都已经有了投入。

有关专家表示，在干热岩开发利用方面，我国现在面对的是一片空白，所知甚少，实际操作中如何压裂、如何保证裂隙连通、如何保证流量填充、如何实现可持续，都是必须解决的技术难题。

2010年，庞忠和参加了中国科学院院组织的“中国能源路线图2050”制定工作，关于深层地热能的开发，包括干热岩，预计工程化的时间节点是2035年。现在看来，这个时间线的判断是基本合理的，庞忠和说，目前这个领域并没有出现颠覆性的技术。

“人类早已能够登上月球，但对地下的探索却很少。”曾经在2007年~2013年期间担任过法国苏尔茨项目科学主管的艾伯特·让泰说，可能在地壳更深处，就有天然储层和地热水，只是目前的技术还无法探测到。多位业内学者也表示，这个领域的技术开发和实验，现在得到的投入和关注却不够。

也许再过5年、10年，当行业有了颠覆性的技术创新，使得钻探成本能比现在降低1/2或者1/3时，干热岩就能大规模开采了。在此之前，庞忠和认为，对地热能的商业化投资，应该立足于浅层和中深层现实可行的资源，而不是好高骛远地追求干热岩，甚至刻意追求概念噱头和标新立异。

综合来源：新华社、光明日报、中国矿业报、中国能源网、中国新闻周刊、中国数字科技馆等

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