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干热岩是啥?我国储量可用4千年,或将改变世界能源格局?

字体: 放大字体  缩小字体 发布日期:2021-08-25  浏览次数:947
       我国是一个人口大国,每天所需要的能源数量庞大。煤炭和天然气都是属于不可再生资源,一旦被我们消耗殆尽的话,那么我国在能源领域就会变得非常被动。所以就不得不把目光放在新能源上面。

 

 

提起新能源很多人会联想到核能和太阳能,但是核能和太阳能在生产上所需要投入的成本是比较大的,比如核能,如果说要生产核能的话,就必须建立核能发电厂,而且还要比较完善的检测系统以防止核泄漏导致的辐射

 

核电厂

 

而太阳能则需要设立太阳能板来转化太阳的热量,但是太阳能板的设立数量是需要很多的,不可能只是设立一个,而且天气的变化也会影响太阳能产生的多少。所以运用起来依然十分受限制

 

太阳能板

 

下面介绍的清洁能源—干热岩,在我国的蕴含量却是非常多的,几乎可以使用4千年之久,利用地好的话,或将改变世界的能源格局

 

 

人类在能源危机中将何去何从?

 

 

能源危机是现在世界各国必须面临的一个巨大难题,而能源危机本身的含义是因为能源的短缺或者能源在价格上的猛涨使得全球经济发生变化,而现在引发能源危机的资源主要是石油

 

石油影响着世界的发展

 

因为汽车等各种生活出行工具所需要的石油价格上涨时,往往就会影响到消费者对于能源产品的购买力度,从而影响到整个市场的经济发展状况。而能源危机又是非常容易爆发的,因为能源归根结底也是一种产品,它势必会受到供求关系的影响

 

 

在历史就发生过很多次的能源危机事件,比如在1973年的时候,很多阿拉伯国家因为一些政治原因导致对欧美扶持以色列产生了不满意,而中东又是世界上石油储量最为丰富的国家,所以他们宣布禁止运输石油给欧美国家,于是世界上第一次能源危机开始爆发。

 

石油是工业发展的 命脉

 

在2000年的时候,美国加州也爆发了一起电力危机事件,原因就是因为政府对于电力管制政策的失败,而且再加上电力的供应远远超过了市场的需求,于是便开始对电力资源的限制。

 

 

在历史上,人类为了争夺能源也曾爆发过大规模的战争,两场世界大战的背后也有对石油资源的掠夺,在第一次世界大战中就有15亿人卷入了进来,死伤人数达到了3100万,而到了二战中,各个国家所损失的财产和人员几乎是翻倍增长。即便是在第二次世界大战过后,美苏两国也为了争夺石油资源而开展了40多年的冷战。

 

苏美冷战

 

石油是一种非常特殊的能源,因为它能够用在武器上面。尽管是到了21世纪,依旧有很多国家为了争夺石油而相互打仗,在2004年,乌克兰发动了革命,想要从俄罗斯联邦中独立出去,但是俄罗斯政府并没有同意,于是终止了对于乌克兰的天然气供应,导致乌克兰人民在那一年过了一个非常难受的冬季。

 

天然气输送管道

 

而能源危机的出路就在于要大力发展可再生能源和清洁能源,这样才不会导致地球的环境持续恶化下去,同时也可以使得世界经济得以健康发展。中国对干热岩的开采就为世界各国做出了一个榜样,如果说干热岩将来能够使用的好的话,还能够缓解全世界的能源危机

 

 

干热岩能源的应用现状

 

 

干热岩能源还有一个俗称就是地热能,听到地热能的名字就知道它其实来自地球内部的一种能源。众所周知,在地球内部深处存在有很多的熔岩,所以那里蕴含着强大的热量。

 

干热岩

 

据不完全统计,全世界的地热能基础资源的总量在4.27亿亿吨之多,几乎是现在全世界一次性能源年度消费总量的两百多万倍以上。如果能够合理开发的话,可以说几百代人都不会遭遇能源危机

 

 

干热岩不仅仅储备量非常大,而且也是属于可再生能源的一种,它不仅使用起来非常稳定,不会对人的身体健康产生危害,而且最重要的是还不会污染环境,在全球温室效应十分严重的今天,这种能源无疑能够减少二氧化碳的排放,使得世界不再有巨大的环境压力。

 

埋在地下的干热岩

 

虽然说干热岩在地球的储备量非常巨大,但是各地分布的数量却不一致,有的地方干热岩储备量非常多,但是有的地方却缺乏干热岩,而且蕴藏的深度也有所不同

 

 

全球主要有4个高温地热能带,而我国干热岩蕴含最丰富的地方主要是在青海和西藏,但是其他地方并不是没有,有些还没有完全统计出来。各地的干热岩的蕴含量还需要通过专业的干热岩设备来勘察。

 

 

干热岩根据不同的地理条件需要分为水热资源干热源资源,但是相较之下,水热资源就是要优先考虑开采的。因为水热资源能够直接运用在人们生活的各个方面。

 

水热资源

 

比如当水温较低且出水量不大的时候,就可以投用在温泉洗浴,而如果说水温达到了40度的时候,那么就可以用在旅游温泉旅游景区的开发。而且假如温超过了60度,便能够直接用于地热供暖,甚至有些干热岩还可以用于发电

 

 

在上个世纪90年代末的时候,全世界能够使用干热岩的国家和地区仅仅有28个,但是到了2020年便增加至88个了。几乎每个有实力的国家都在干热岩使用上面投入了大量的精力,干热岩的利用量也达到了每年102万太焦

 

 

我国在利用干热岩上面也彰显出了大国智慧,不仅在旅游上可以使用干热岩进行温泉洗浴,而且在发电和农业以及供暖上都已经投入了干热岩,而最普遍的运用领域就是浅层地热能供暖了。

 

干热岩发电厂

 

不仅如此,我国在高温地热发电技术方面也是具有非常先进的技术,例如西藏的八井地热发电站,它不仅运行的成本非常低,而且所取得经济收益也不错,在发电上也是很稳定的。同时我国并没有止步于此,在干热能的技术研发上仍然在力求突破新的高度

 

 

干热岩的开采是怎样的一个过程?

 

 

干热岩蕴藏在地球内部,那么要想知道干热岩的开采过程就必须了解地球自身的结构是什么样子的。地球的结构其实并不算复杂,地球是由三个岩层所构成的,即地壳、地幔、以及最中心的地核部分

 

 

地核是地球内部温度最高的一层,几乎能够达到6000摄氏度左右。传统意义上的“地热”其实指的是地核能量在没有消失殆尽的时候,靠近近地表且能够让人类采集到的热能资源

 

地球内部结构

 

而地壳中的各种元素也并不是稳定不变的,这些元素和元素之间会相互发生反应,使得热能和势能能够一直处于一种动态平衡之中。我国是一个地热能需求大国,在开采技术上也是十分成熟的。

 

 

在6年前,就有国内专家在青海勘察到了大量的干热岩资源,于是就在干热岩资源开采区进行了挖矿和测量工作。当时工程师们开采地热能的方式是通过冷水注射,这样做的好处是能够在开采地热能资源的同时就进行储藏了,因为加入冷水后便会使得岩层预热,最后让其中的压强值升高

 

青海干热岩钻井现场

 

在地下的岩层中存在着很多的缝隙,而冷水加大了压强便会填满那些存在的缝隙。循环往复就可以得到一个非常牢固的热储构造了,而这种构造被称为生产井。当热量在物体之间进行转换的时候,时机基本已经成熟,而且开采起来安全性极高

 

 

详细步骤就是首先要在储备有干热岩的地表出打一口“注入井”,封闭上井孔,并向里面注入冷水,而这些冷水让岩层产生出裂缝,从而形成一道面状的热储构造,最后再向地表打多个类似的注入井,那么干热岩所散发出来的高温和水蒸气就能够被地表上面的设备所吸收了,人们就能够利用这些高温蒸汽进行供暖和发电,多余的冷水便会经过注入井重新回到干热岩之中,使得能源循环利用

 

干热岩能源发电示意图

 

尽管说从步骤上看起来很简单,但是实际操作起来确实一件非常复杂的事情,因为既要考虑到开采地点的地质情况,同时也要把控好当地的天气状况冷热气候。所以直到现在,在干热岩的开采上面依旧存在着一些技术难题

 

 

而且在成本的投入和产出的比例上看依旧是不协调的。在2020年就有来自广州的团队提出“只采热,不采水”的建议,他们的想法是把热量的输送管道换成重力热管,这样就可以在干热岩中不断吸收热量了。

 

重力热管

 

而这种方式确实存在有很多好处,因为不再投入大量的水力来给干热岩进行压力的增加,从而大大降低了开采和投资成本,同时也不会发生管内液体和岩石相互碰撞接触的情况。

 

 

总结

 

 

我国目前在新能源领域已经投入加大了扶持力度,甚至是颁布了多项相关法律法规。而且不仅仅是在开采干热岩能源上面,我国还将新能源的开采扩展到了海洋,比如海洋中能够发出的潮汐能和海流能以及可燃冰等。

 

潮汐发电

 

随着全球变暖的环境危机逐渐加深,清洁能源和可再生能源已经变得十分重要了,电能汽车、太阳能手表等无不表明这些可再生能源逐渐走入到了寻常百姓的家中

 

 

石油在地球上储备的资源终究是有限的,如果说有一天地球上的石油被人类用光了,到时候没有其他能源能够支撑起人类社会的时候,那么我们又该何去何从呢?

 

地球的石油资源终有被榨光的一天

 

所以小编认为,只有尽快在新能源领域上寻找到一种既没有任何污染,而且开采难度也比较低的能源时,才能够使得人类脱离能源危机

 
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