據(jù)消息,經(jīng)過兩年鉆探驗證,青海省共和盆地中北部地下2230米處,勘查到埋藏淺、溫度高的干熱巖,這是中國首次發(fā)現(xiàn)的可大規(guī)模利用的干熱巖資源。據(jù)專家介紹,該巖體在共和盆地底部廣泛分布,僅鉆孔控制干熱巖面積已達150平方公里,潛力巨大。
對很多讀者來說,干熱巖還是個不太熟悉的詞匯。干熱巖通常埋藏在地表3000至10000米以下,是沒有水或蒸氣的、致密不滲透的熱巖體,溫度在150℃至650℃之間,是一種可用于高溫發(fā)電的清潔資源。有數(shù)據(jù)表明,地殼中“干熱巖”所蘊含的能量相當于全球所有石油、天然氣和煤炭所蘊藏能量的30倍。
利用地下干熱巖體發(fā)電的設(shè)想,是美國人莫頓和史密斯于1970年提出的。1972年,他們在新墨西哥州北部打了兩口約4000米的深斜井,從一口井中將冷水注入到干熱巖體,從另一口井取出自巖體加熱產(chǎn)生的蒸氣,功率達2300千瓦。
在法國東部阿爾薩斯地區(qū)地下幾千米的地方,有一片溫度高達200℃以上的花崗巖區(qū)。這個地方建立了第一座利用熱巖發(fā)電的新型發(fā)電站。每年每1立方千米的熱巖產(chǎn)生的熱量,可發(fā)電25兆瓦,足夠一座萬人城市20年的用電量。
工作人員在這里鉆了3眼深井,一直鉆到地表5000米以下花崗巖的基巖中。發(fā)電時,用水泵以每秒100升的容量從中間的一眼井向地下灌冷水(井的直徑為60厘米),迫使冷水進入地下熱巖中,這些冷水被地下熱巖加熱到約200℃。然后,再用水泵將這種超高溫熱水從另外兩眼井抽上來,一旦到達地面,超高溫熱水就被送入一個熱交換器,并在熱交換器中產(chǎn)生蒸氣驅(qū)動渦輪機發(fā)電。水泵消耗的總電量,約相當于發(fā)電站發(fā)出電能的20%。
為了使冷水充分吸收花崗巖的熱量,就需要增加水滲入花崗巖縫隙的程度。雖然地下花崗巖非常堅硬,但也有裂紋。鉆井后要用150個大氣壓力的高壓水,從井口灌入,迫使高壓水進入巖石裂紋,增大裂紋開口。
由于這種新式發(fā)電站不燃燒化石燃料,因此不會排放增加溫室效應(yīng)的二氧化碳和其他污染物。雖然冷水變熱后可能最終會使巖石降低到20℃,因此一處熱巖發(fā)電站也許只能連續(xù)工作20年左右。但在關(guān)閉幾十年后,地心的熾熱巖漿會重新加熱這些花崗巖,那時這些熱巖就又能重新發(fā)電。
利用干熱巖發(fā)電的成本與以煤炭和天然氣為燃料的火力發(fā)電站的成本大體相當,是風力發(fā)電的一半,只有太陽能發(fā)電的八分之一到十分之一。目前,歐美許多發(fā)達國家正在積極開展干熱巖開發(fā)試驗研究工作。