中国干热资源研究综述

吴波 ,李鑫 ,黄智民

（成都理工大学地球科学学院，四川  成都  610059）

摘要：探索深层地热能一直是学术和工程领域的重要话题。干热岩蕴藏着大量的地热能，发电成本较低，引起了全球的高度关注。我国干热资源储量巨大，是未来发展的主要支撑能源之一。通过对我国干热资源的既往开发利用情况进行研究和分析，为地热资源综合利用提供一定的科学依据，也为我国能源结构转型提供一定的启示。

关键词：地热资源；干热岩；概况；建议

近年来全球对清洁能源需求不断增长，促进了可持续可再生能源发展。深部地热能开发因其储量巨大而受到广泛关注。干热岩温度高，发电成本较低（毛翔等，2019），具有开发利用的巨大潜力，应用前景十分广阔，它被认为是本世纪最具发展潜力的新能源之一（Wei G et al., 2015）。在美国，利用干热岩中存储的大量热能被认为是“地热能的未来”，预计干热岩地热将成为未来的主要电力来源。我国干热资源潜力巨大，高效开发利用干热岩，可以促进从以煤炭为主的能源结构，向低碳、清洁可再生能源结构的转变，对于加强环境的保护和治理意义重大。

1 干热资源概况

1.1 干热岩基本概念

干热岩是埋藏于距地表3千至1万米的高温岩体，一般温度高于200℃，内部不含水或少量含水。根据地壳结构和成因机制,中国干热岩资源主要可分为:高放射性产热型、近代火山型、沉积盆地型及强烈构造活动带型（甘浩男等，2015）。目前，在干热岩利用的基础上发展起来的重要技术：增强型地热系统 (EGS)，是深部地层高温岩体地热能的提取与利用关键技术，对于干热资源利用意义重大。

干热岩发电成本较低，开发利用潜力巨大，应用前景十分广阔，符合国家清洁能源发展和可持续发展战略的要求。干热岩可作为今后开发深层地热资源的主要目标，能够称得上是未来的能源宝库。然而，现阶段我国对于干热岩的利用仍有很大的技术难题亟待解决。若能实现干热岩的规模化利用，必将解决我国资源利用与环境保护的一大难题。

1.2 国内干热资源储量及分布

根据资源调查结果显示，我国干热岩储量丰富，且分布广泛。温度是干热岩资源存在与否的最基本标准。中国地质调查局的“国家干热岩资源潜力评估示范项目”根据938个热流数据绘制了中国大陆的热分布图，它代表了地热场分布情况，这有助于深钻温度的计算。地热流的总体空间分布趋势可以概括为：西部“南高北低”，东部“东高西低”，中部是“北高南低”。姜光政等（2016）发布了第四版中国大陆地热数据汇编，与胡圣标等（2001）汇编的第三版相比，新增热流数据368个，总数达到1230个。新热流数据改善了中国地热数据的低覆盖率，填补了西藏阿里地区、贵州省、广西省以及吉林省热流测量的空白。

由于地表温度随深度而升高，只要达到一定深度就可以满足干热岩条件。总体而言，中国南部地壳温度最高，云南西部及整个东部（华南、华北、东北）次之，而准噶尔盆地、塔里木盆地、柴达木盆地和内蒙古等地区地壳温度较低。

汪集旸等（2012）以现有地热测量数据及相关热力学物理性质参数为基础，模拟计算中国大陆干热岩资源量，结果显示我国大陆3～10km深度的干热岩地热资源总量达20.9×106EJ，折合714.9×1012t标准煤。尽管估计存在一些差异，但这些数据表明了中国干热岩资源储量丰富。

2 国内干热资源利用问题及建议

近年来，全球在干热资源开发利用方面研究成果颇丰，美国、日本等进行了大量的勘探、试验研究，尤其是在干热岩相关技术方面积累了丰富的经验。我国也取得了一定研究进展，但仍有一些关键问题有待解决（蔺文静等，2021；王贵玲等，2020）。由于EGS技术的不成熟，我国干热岩资源的开发和勘探远低于预期。急需建立2-3个EGS试点项目，积累所需经验，实现技术突破。鉴于我国干热资源综合利用的诸多问题，提出了一定的建议。

（1）政策扶持，完善制度：政策是最关键的掣肘，如果没有政策给予支持，地热行业产业很难得到发展。干热资源在未来能源发展方面具有举足轻重的意义，政府有关部门应当加大对干热资源的重视，加强政策扶持，加大资金投入力度，完善相关法律法规。

（2）技术创新，高效利用：未来，应开展干热岩资源勘探和EGS研发工作，重点关注以下几个方面：干热岩资源评价和EGS选址；深部高温钻井技术研发；地热储层形成技术（水力压裂、化学增产、爆破压裂等）；地球物理勘探技术；微震、追踪和其他监测技术。

（3）多方合作，强化交流：我国应推进国际合作，实施国外先进技术，并使其适应国内地热地质条件，形成适合我国干热岩综合利用的模式。

3 干热资源利用前景

中国在“十二五”期间便开始了干热岩找矿工作，中国大陆干热岩资源已得到初步评价，已经找到了有利的目标区域，并确定了高质量的干热岩资源。我国在“十三五”规划中针对地热能开发利用提出，在西藏南部、四川西部、华北平原等资源丰富地区积极开展干热岩发电，通过建立干热岩勘探开发试点基地，组建技术团队。在相关技术研究上，我国多家科研院所对EGS的地质勘探、高温深井钻井、水力压裂等进行了研究，使地热发电关键技术取得了一定进展。

目前，干热岩开发实验正在进行中，干热岩示范设施正处于建设当中，有望到2035年建成1-2座示范设施，建立技术采矿体系，进而真正实现干热岩发电。未来随着技术水平逐步提高，成本逐渐降低，干热岩资源勘探开发的技术瓶颈将得到突破，到2050年，有望实现商业普及。

4 总结

我国干热资源储量大，但开发研究起步较晚，在深部地质、地热、水文地质、钻探、地球物理等多方面存在难题。干热资源的进一步勘查有利于高效找热，为实现干热资源高效利用，应重点关注EGS项目技术开发，制定支持性政策工具，引导地热行业健康发展。总之，综合利用干热资源有助于缓解我国巨大的能源消耗问题，为我国低碳转型、可持续发展提供助力。

参考文献

[1]毛翔, 国殿斌, 罗璐, 等. 世界干热岩地热资源开发进展与地质背景分析[J].地质论评, 2019, 65(06):1462-1472.

[2]Wei G, Meng J, Du X, et al., 2015. Performance Analysis on a Hot Dry Rock Geothermal Resource Power Generation System Based on Kalina Cycle[J]. Energy Procedia, 75:937-945.

[3]汪集旸, 胡圣标, 庞忠和, 等. 中国大陆干热岩地热资源潜力评估[J].科技导报, 2012, 30(32):25-31.

[4]甘浩男, 王贵玲, 蔺文静, 等. 中国干热岩资源主要赋存类型与成因模式[J].科技导报, 2015, 33(19):22-27.

[5]胡圣标, 何丽娟, 汪集旸. 中国大陆地区大地热流数据汇编(第三版)[J].地球物理学报, 2001(05):611-626.

[6]姜光政, 高堋, 饶松, 等. 中国大陆地区大地热流数据汇编(第四版)[J].地球物理学报, 2016, 59(08):2892-2910.

[7]蔺文静, 王贵玲, 邵景力, 等. 我国干热岩资源分布及勘探:进展与启示[J].地质学报, 2021, 95(05):1366-1381.DOI:10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2021213.

[8]王贵玲, 刘彦广, 朱喜, 等. 中国地热资源现状及发展趋势[J].地学前缘, 2020, 27(01):1-9.DOI:10.13745/j.esf.2020.1.1.

作者简介：吴波（1997-），男，汉族，四川乐山人，硕士研究生，成都理工大学地球科学学院地质学专业，研究方向：地热地质。

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