6 观点呈现

　　国内外干热岩地热开发利用基本情况

　　据我国“863”计划项目“干热岩热能开发与综合利用关键技术研究”的估算，我国干热岩地热能资源量相当于860万亿吨标准煤。

　　另据中国地调局数据显示，我国大陆3000m-10000m干热岩地热能资源总量数据显示为：2.5×1025J（合856万亿吨标准煤）。总量是我国油气、煤炭总资源量的300倍。全球地热能资源量约合4900万亿吨标准煤，中国约占全球1/6。

　　相关链接：地热能绝大部分赋存在3000m-10000m深层的干热岩中。干热岩，没有水或蒸汽的热岩石，温度范围150℃-650℃。

　　7 观点呈现

　　国内外地热开发利用基本情况

　　（一）

　　本世纪初，我国开始重视干热岩资源勘查和开发工作，不少企业、科研院所都积极投入了干热岩勘查利用的研究工作中。在干热岩的基础理论及工程技术等方面有了一定的积累，开展了部分干热岩探井的施工，但是没有进行过EGS现场试验。总体上我国的干热岩开发，距离国外多年的EGS工程试验和示范阶段还存在较大差距，勘探开发利用还处于起步。

　　2010年，国土资源部启动公益性科研项目“我国干热岩勘查关键技术研究”。2012年，吉林大学、清华大学、中国科学院广州能源研究所承担了国家高新技术研究发展计划（863计划）项目“干热岩热能开发与综合利用关键技术研究”，开启了我国专门针对干热岩工程的研究。在松辽盆地、东南沿海、青海共和及贵德、四川康定等地，我国进行了干热岩资源勘查和开发研究，已取得一些重要的进展。

　　案例1：在青海共和盆地恰卜恰完成勘探DR1、DR2、DR3、DR4、GR1、GR2共6个钻孔，各孔孔深分别为 1455m、1853m、2927m、3102m、3703m、3000m，孔底温度分别为87℃、100℃、183℃、181℃、236℃、182℃。其中，DR3地热开发的热水用于医院供暖，DR4地热开发的中温热水用于试验发电。

　　8 观点呈现

　　国内外地热开发利用基本情况

　　（二）

　　案例2：山东省第一地质矿产勘查院在承担“山东半岛蓝色经济区干热岩资源潜力调查评价”项目过程中，在文登施工ZKCW01测温孔时，于孔深1240米处测得岩石温度110℃。该钻孔终孔深度为2001m，实测孔底温度为114℃，是目前中国东部干热岩勘探钻孔的最高温度。孔内发现了四段高地温梯度的热岩段 (5.3℃-18.6℃/100m)，预测4000m深处温度高达150℃-200℃，属于高温干热岩地层。利用实测地温梯度数据计算，该孔的大地热流值为92.86MW/M，是胶东地区目前测得的最高大地热流值，丰富了山东大地热流数据库，为胶东地区“冷壳热幔”的深部热结构特征提供了佐证。该院还圈定了文登、招远两个深部热源聚集区，范围5585平方公里，覆盖文登、威海、招远、莱州、栖霞等市县的部分区域。利用体积法初步计算，这两个深部热源聚集区地下3至10公里深度的干热岩蕴藏的热量约为1.96×1022焦耳，折合标准煤6680亿吨。这些热量按2%被利用计算，可供山东全省使用38年。山东半岛将是我国未来深井黄金矿密集区，深部高大地热流值为半岛深部矿产资源与深部地热共采双赢提供了很好的条件。

　　2017年，我国共和盆地干热岩勘查取得重大突破，为我国干热岩研究从实验室走向现场实践提供了重大机遇。使干热岩的开发利用试验进入了实质性工作阶段。

　　相关链接：增强型地热系统（Enhanced Geothermal System），向深部干热岩层打钻孔，通过孔底水压致裂在地下深处干热岩体中形成人工地热储层（热储），从中采取出热能的人工系统。EGS的研究与试验在美国、英国、法国等已有近50年的历史。

　　9 观点呈现

　　国家相关计划对地热能开发的最新部署与实践

　　2017年1月，国家发改委、国家能源局及国土资源部联合发布《地热能开发利用“十三五”规划》，明确指出，积极开展干热岩发电试验，通过建立2至3个干热岩勘查开发示范基地，形成技术序列，孵化相关企业，积累建设经验，待条件成熟进行推广。

　　国家对地热资源大规模开发的重大需求，为深部采矿和深部地热开发相结合的开展，提供了稳定、可靠的平台。

　　10 观点呈现

　　EGS

　　地热开发技术面对的主要难题与解决方式

　　EGS地热开发技术面临着深部高地应力的主要难题。EGS能够有效开发地热的关键在于经济有效的多重热储建造技术，保证有足够体积热储能满足长期开发地热能的要求。

　　主要难题：深部高地应力给EGS热储建造带来了不可克服的困难。水压致裂形成的裂缝在高地应力的作用下往往又闭合，裂隙间不连通或形成短路，无法将周围岩体中的热量充分吸收进来，无法形成足够体积的热储。这一问题导致西方国家虽近50年在地热开发实用技术研究方面没有取得任何突破性进展。因此，总体上世界干热岩地热开发仍然处于试验阶段，距离进入工业化还有一段距离。

　　解决方式：如果将深部采矿和深部地热开发结合起来，实行深部矿产资源和深部地热共采，为二者的经济有效开发、实现资源和能源开发双赢，开辟了最佳的途径。

　　采用采矿的方法：从地表向深地打竖井，在竖井下部打多水平分布的水平巷道，与EGS小口径钻孔和孔底水压致裂相比，可有效并大规模地提高热储建造的能力，增加热交换面积和地热输送的量级，为大规模地热开发创造了条件。深部采矿本就需要向深部打竖井和一系列巷道，为地热开采提供了必须的通道，省去了为采地热打专用竖井、巷道的费用，从而大大降低地热开发的成本。而地热的开发，是从地下采矿空间抽取的热量转变成其它的形式输出利用，为地下采矿环境降温创造了条件，从而大大降低了专门为采矿降温花费的的成本。

　　11 观点呈现

　　深井采矿和深部地热开发相结合战略意义非凡

　　就目前的采矿技术和开采成本而言，在地下3000m以下进行矿产资源开发并不经济，降温成本高是其主要问题。将深部矿产资源开采和深部地热开发相结合，为二者的有效实施、降低成本相互创造了条件，实现资源和能源开发双赢，也为解决深部采矿的经济性问题开辟了有效途径。

　　随着大规模地开采与利用，化石能源正在逐渐减少，水电、太阳能、风能等可再生能源为人类提供的能源极为有限，难以满足能源利用的空缺；核能的大规模使用也会受到各种限制。因此，开发深部的巨大地热资源，将是解决人类未来长期能源需求的正确方向。

　　一、深部采矿和深部地热开发的有机结合，将为未来我国的采矿强国地位提供保证。

　　二、深部矿产资源和深部地热共采双赢，为国民经济发展的两个重要支柱——资源和能源的可持续发展与支撑提供了保证，具有长久的战略意义。

　　三、深部矿产资源与深部地热共采涉及多领域、多学科的理论和知识，是一个需要进行开创性研究的系统工程。

　　——本文观点集纳自中国工程院院士蔡美峰的讲座。