近日，華東地區(qū)溫度最高的水熱型地?zé)峋?mdash;—“東高熱1”鉆成。該井位于山東省東營(yíng)市黃河三角洲地區(qū)，井深4002.17米，井底溫度高達(dá)162℃，井口出水溫度138℃，單井出水量每小時(shí)101.3立方米。經(jīng)初步估算，該井每年可釋放熱量達(dá)67.9萬(wàn)吉焦，相當(dāng)于約2.7萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒產(chǎn)生的熱量，可用于直接發(fā)電、蒸汽直供及蒸汽前端預(yù)熱。

什么是地?zé)崮?從地下深處“打開水”難在哪?作為“小眾”新能源，深部地?zé)崮苡泻为?dú)特優(yōu)勢(shì)?對(duì)我們的生活、生產(chǎn)將帶來(lái)哪些影響?針對(duì)以上問(wèn)題，科技日?qǐng)?bào)記者采訪了相關(guān)專家。

地?zé)崮懿槐?ldquo;看天吃飯”

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)新能源學(xué)院教授郭清海告訴記者，根據(jù)儲(chǔ)存介質(zhì)不同，地?zé)崮芸煞譃閹r漿型地?zé)崮堋⒏蔁釒r型地?zé)崮芎退疅嵝偷責(zé)崮埽謩e指儲(chǔ)存于巖漿、巖石和地下水中的熱能。一般而言，賦存深度在3000米之下的地?zé)崮芸梢暈樯畈康責(zé)崮堋?/p>

“巖漿型地?zé)崮芾脙r(jià)值極高，但受限于當(dāng)前技術(shù)瓶頸，尚不可能直接開發(fā);干熱巖型地?zé)崮艿拈_發(fā)利用也處于初級(jí)階段;目前，水熱型地?zé)崮苁侨蚍秶鷥?nèi)開發(fā)利用的主要對(duì)象。”郭清海表示，“東高熱1”地?zé)峋你@探成功是我國(guó)在水熱型地?zé)崮芸辈楹烷_發(fā)利用領(lǐng)域的一項(xiàng)標(biāo)志性成果，有助于我國(guó)在全球能源角力中占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位。

近年來(lái)，隨著全球能源轉(zhuǎn)型步入關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，地?zé)崮茏鳛?ldquo;小眾”新能源日益受到重視，這與其穩(wěn)定、安全、相對(duì)清潔、儲(chǔ)量大、分布廣等突出優(yōu)勢(shì)密不可分。

“地?zé)崮懿幌裉?yáng)能和風(fēng)能那樣‘看天吃飯’，比核能安全，開發(fā)利用過(guò)程中的負(fù)面環(huán)境效應(yīng)也遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)化石能源。”郭清海認(rèn)為，深部地?zé)崮艿拈_發(fā)將成為未來(lái)全球能源競(jìng)爭(zhēng)的主戰(zhàn)場(chǎng)之一，而摸清地?zé)豳Y源家底、確保地?zé)犷I(lǐng)域核心技術(shù)與裝備的自主可控?zé)o疑是搶占競(jìng)爭(zhēng)先機(jī)的關(guān)鍵。

從地下深處“打開水”并非易事

隨著鉆探深度的增加，地質(zhì)條件更為復(fù)雜，鉆探技術(shù)難度與成本呈指數(shù)級(jí)上升。

“從精準(zhǔn)勘查到高效鉆探，再到地?zé)崃黧w安全開采，需要一整套成熟的勘查、開發(fā)技術(shù)支撐。”郭清海表示，地?zé)豳Y源的前期勘查風(fēng)險(xiǎn)大，猶如在濃霧中尋找隱藏?zé)嵩矗枰蕾嚫呔?ldquo;地球物理+地球化學(xué)”勘查技術(shù)，以鎖定開發(fā)利用靶區(qū);在鉆探和開采時(shí)，需保證涌水量穩(wěn)定且小于地?zé)崴砷_采量，既滿足地?zé)嵘a(chǎn)需求，也避免在地?zé)釁^(qū)內(nèi)形成地下水降落漏斗、地面塌陷或地面沉降等。

“東高熱1”地?zé)峋畧F(tuán)隊(duì)研發(fā)的高溫酸化壓裂技術(shù)，有效解決了深部高溫高壓儲(chǔ)層連通性差、易堵塞等難題。其通過(guò)向深部熱儲(chǔ)注入特定酸液并施加壓力，達(dá)到溶解堵塞物、撐開裂隙的效果，最終使地?zé)崴畢R流至開采井中。配套研發(fā)的潛水泵能實(shí)現(xiàn)146℃條件下長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定抽水，解決了國(guó)產(chǎn)大揚(yáng)程耐高溫抽水設(shè)備的“卡脖子”難題。

郭清海表示，以往，地?zé)峤缙毡檎J(rèn)為我國(guó)滇—川—藏地?zé)釒Ш团_(tái)灣地?zé)釒У母邷氐責(zé)豳Y源富集，華東地區(qū)僅有中、低溫地?zé)豳Y源，難以形成高溫地?zé)豳Y源。“東高熱1”的成功鉆探，不僅是技術(shù)上的突破，更是對(duì)“沉積盆地?zé)o高溫地?zé)?rdquo;傳統(tǒng)認(rèn)知的顛覆，為我國(guó)相似地質(zhì)條件地區(qū)開發(fā)和利用高溫地?zé)豳Y源提供借鑒。

歸根結(jié)底要惠及民生

“地?zé)豳Y源溫度和其他關(guān)鍵參數(shù)不同，其應(yīng)用場(chǎng)景也有所區(qū)別，主要包括城市清潔供暖、發(fā)電、工業(yè)生產(chǎn)、設(shè)施農(nóng)業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖、溫泉康養(yǎng)等。”郭清海強(qiáng)調(diào)，地?zé)崮軕?yīng)用并非“舀一勺湯全部喝掉”的武斷處理，而是“溫度對(duì)口、梯級(jí)利用”的智能模式。

他解釋道，深部150℃左右或以上的高溫地?zé)崃黧w，剛“打”上來(lái)時(shí)，可在地?zé)峋谧詣?dòng)分離出足夠的蒸汽，適合于高品位發(fā)電。發(fā)電后地?zé)嵛菜疁囟冉抵恋責(zé)釁^(qū)沸點(diǎn)以下，可用于食品加工、紡織、化工等工業(yè)領(lǐng)域;或經(jīng)換熱站處理后用于城市供暖，為千家萬(wàn)戶帶去溫暖，這也是我國(guó)地?zé)崮艿闹饕獞?yīng)用場(chǎng)景。經(jīng)上述利用后的地?zé)崴疁剡M(jìn)一步降至20℃至30℃，最適宜打造農(nóng)業(yè)溫室和“溫泉魚塘”，提升作物和水產(chǎn)品的品質(zhì)。

“去除對(duì)人體和環(huán)境有害的組分后，地?zé)崴€能用于康養(yǎng)、生態(tài)旅游等業(yè)態(tài)領(lǐng)域。”郭清海認(rèn)為，深部地?zé)豳Y源的開發(fā)利用歸根結(jié)底是要惠及民生。他相信，未來(lái)，地?zé)崮軐⑦M(jìn)一步規(guī)模化、智能化、低碳化發(fā)展，有望部分取代傳統(tǒng)化石能源，點(diǎn)亮萬(wàn)家燈火。