干热岩是什么？我国曾研制一种热棒，可从地下提取源源不断的能量

前言

近日网上传出一个新闻，据说通过一根金属棒插入地壳之中，就能从干热岩中获取源源不断的热量。

并且，我国对干热岩的储备极其丰厚，若将这种热量转换电力，甚至足以让我国使用4千年之久。

那么这到底是一种什么样的能源？这种能源的应用是否能改变世界的格局呢？

我国干热岩储量

2018年5月31日的时候，我国地质调查专家曾在东北进行地质钻探，这一次，我国的地质专家在东北松辽盆地发现了高温干热岩。

这种干热岩被埋藏在东北地下4400米以下，有着丰厚的储量。后来科学家们对我国地下3千米到一万米范围的干热岩资源进行统计。

专家们评估出我国干热岩的资源能量超过2.5×10的25次方焦耳，换算成我们平时用的燃煤，则相当于856万亿吨燃煤具备的能量，约占据世界资源量的六分之一左右。

这些干热岩的能源储量巨大，只要能利用其中百分之2的能量，就足以抵消我国4400年的能量消耗。

而且，在世界范围内的干热岩能源量更是恐怖，相当于4950万亿吨标准煤的能量，是全球所有天然气、煤炭和石油加起来的30倍左右。

最重要的是，这种能源本身就存在我们的地球之上，他的获取几乎不会产生二氧化碳，所以是一种新的清洁能源。

而且，早在2017年的时候，我国山西太原的所小区就利用了这种能源，他们通过干热岩的热量传导至小区居民的室内，可以使得室内长期保持在25摄氏度的范围内。

所以可以想象一下，如果未来我们都能用上这种能源，就再也不用受到冬天暖气不热，开空调费电的窘境了。

不仅如此，我们还可以从这种能源中获取电力，不久前，河北省煤田地质局和唐山人民政府联合就对干热岩发电应用进行了技术攻坚。

2021年6月28日，河北省地质局在唐山市马头营干热岩开发技术的示范项目中，成功的实现了干热岩的实验性发电。

这也是我国首次利用干热岩实现发电的试验，这次试验的成功，使得我国在新能源领域有了一个新的方向。

因此，干热岩的应用十分具有前景，那么这到底是种什么样的能源呢？

什么是干热岩？

首先，干热岩是一种埋藏在地下3千米到1万米的致密岩体，它的温度基本上在200摄氏度以上，内部不含有液态或者蒸汽。因此，干热岩并不是岩浆或者流体。

著名科技期刊《发明与创新》中“迈进地热能新时代——干热岩地热能研究及展望”一文就对干热岩的成因做出了详尽的分析。

这种岩体由于在地下埋藏很深，所以它的变化也十分大，通常情况下，干热岩是由中生代之后的中酸性侵入岩形成的，但是还存在着中新生代的变质岩和巨大的沉积岩。

同时，干热岩的形成，和地球的内核运动息息相关，它温度主要是受到地核内部岩浆热量的影响，达到了200摄氏度之高。

我们地球最中心的地核中，流动着接近6000摄氏度的熔岩，甚至比太阳的温度还高，这个地核直径在数千公里以上，温度由内向外不断辐射。

所以地球核心的温度就会一点一点的穿过地幔，辐射到接近地壳的岩石层中，形成了温度颇高的干热岩，这种岩石的温度由于达不到熔点，所以呈现的是固体的状态。

就因为干热岩这种固体的存在，才更有利于我们将其开发利用，成为一种新的能源。因此，理论上地球上到处都存在着这种资源，等待着我们去发掘。

但是实际上，由于干热岩所在的底层普遍深度都在几千到上万米左右，所以它的开发成本非常之高，以目前人类最优秀的探测技术，也很难深入挖掘到万米以下。

比如前苏联就在冷战时期，为了和美国进行科研竞赛，进行了一场地心挖掘的工程，这个工程就是著名的科拉深钻孔，该项目从1970年开始，挖掘到了1983年才探测了12000米。

而到了12000米的时候，地心探测的工程岗愈发的困难，每行进一米都需要耗费巨大的能量。

最终经过了十年之久，到了1993年的时候，该工程才被挖掘到了12262米，项目就由于经费不足给停下了。

前苏联举全国之力进行的地心探测，才不过仅仅达到12262米之深，由此可见，该项目有多耗费人力财力。

所以，基于我们目前的科技和经济水平，干热岩资源通常是指那些埋藏深度较浅，温度较高，开发难度不大，经济价值明显的热岩体。

而如今我们研究的干热岩，大概都是处在4千米左右的深度，而且由于地域的不同，干热岩的开发难度也有很大的区别。

因此，以如今我们的科技水平来看，并不是所有地区都可以开发干热岩的，但是好在我国疆域广大，干热岩分布十分广泛。

所以目前我国在河北、青海和海南等地都在进行着热干岩相关的试验工作，而随着科技的发展，我国在干热岩领域的研究越来越深入，相信不久就可以将这种能源下放到普通百姓家中。

那么如此储量丰富的能源，它又是如何被开发的呢？真的只用一根铁棍就可以将它的能量提取出来吗？

如何获取干热岩的能量？

首先，我们传统开发干热岩的技术，是需要在地表干热岩所在处打开一口注入井，然后通过加压的方式将温度较低的水分注入井中，之后将井口封闭。

当水分流向干热岩时，接近200摄氏度的高温会将水源瞬间汽化，这时候干热岩所在的底层会出现极高的压力，这种压力会迫使岩层出现裂缝，从而形成一个面状的储热结构。

这时候，再在地表上打开几个输出井口，将干热岩所在底层的高温蒸汽和水源回收到地面，将高温的水汽混合体利用之后，再通过注入井打入干热岩层。

就这样，水源在经过地下温度的作用下，就会形成源源不断的热水或者蒸汽，从而被人们循环利用。

笔者认为

干热岩是一种储量十分丰富且安全环保的新型能源，这种能源的优势在于他的可再生性，由于地球内核温度的作用，我们可以源源不断从干热岩层中获取能量。

但是，干热岩也并非没有缺点，在传统的干热岩蒸汽取能开发过程中，还存在着技术难度高，投入大，回收时间长，投入产出比例低和对口人才稀少等难题。

所以为了破解这一系列的问题，我国广州能源所创新性的提出了“重力热管”技术，通过只采取干热岩热能，不经过水分对热能的二次消耗而获取能量。

著名科技期刊《新能源进展》中“干热岩热能的热管开采方案及其技术可行性研究”一文就曾对重力热管进行详尽的解释。

重力热管中的所用的材料是一种“热超导体”它是目前人类研发最高效的传热元件，由于这种超导体加入，可以将地下干热岩中温度几乎零温差的传导至地表。

与传统的中层甚至深层干热岩开发的技术相比，

重力热管由于有着出色的导热能力，所以可以对浅中层深度的干热岩进行开发利用，这就大大减少了地质钻探的成本。

同时，重力热管的应用可以有效的避免干热岩温度在传输过程中的损耗，由于无需抽取地下热水，重力热管可以有效的避免水汽在传输过程中温度的流失。

因此该技术“取热不取水”、无泵式的开采方式，相较于传统干热岩水汽输温的传导方式而言，大大的提高了能源的利用率，降低了开采成本。

据相关数据统计，重力热管的应用可以使得干热岩的采热效率提高三倍以上，同时还大大降低了干热岩的地层深度，因此，也可以被应用在更广泛的地域中。

因此，这项技术的发明，可以使得我们利用更浅层的干热岩能源。目前我们在该技术领域已经成功的运用在了农业大棚升温、道路融雪、家庭取暖等多项领域。

那么有人会问了，同样都是地热能，干热岩和传统地热能有什么区别吗？

干热岩与传统的地热能有何区别？

确实，世界上存在着不止一种地热能资源，比如我们熟知的温泉，和一些地区的地热发电站，其实也都是地热能的一种形式。

其中，世界上对地热能运用最广泛的国家就要提到冰岛了，据数据统计，该国家的清洁能源的比率在全球首屈一指，冰岛的地热资源几乎为他们提供了整个国家的电力。

但是，与我国在干热岩领域的研究不同，冰岛的地热能源和我国差异极大，所以不可同日而语。

冰岛位于北大西洋靠近北极圈的地方，处于欧亚版块和美洲版块的边界地带，而由于受到两大版块的挤压作用，冰岛的地壳运动十分活跃，这就为其提供了丰富的地热能源。

同时，冰岛还处在大西洋中脊，该国家地面的下方是地幔地柱，受到地幔柱和洋中脊重合分离的作用，也会使得地下的热能源源不断的输送到地面。

所以冰岛的地热能大部分在地表不深的位置，极其容易采取，而我国就没有

这么丰富的地表热源了，所以干热岩才是我国地热能的主攻方向。

这也并非是一件坏事，相较于我国稀缺的地表热能，冰岛和日本等一些国家虽然有着丰富的地热能，但是由于频繁的地壳运动，他们的地震和火山等灾害也会频发。

所以对于事物要辩证的看待，有些东西的优势在另一领域可能就会成为灾难，这也是真正的大福兮祸之所倚，祸兮福之所福。

那么我国对于干热岩的研究，是否能够复制像冰岛一样的新能源奇迹呢？

干热岩的现状和未来

其实我国在地热能领域的研究起步较晚，所以在国际上，地热能源的技术研发主要以欧美为主。

后来得益于我国对环境保护的重视，政府对地热能源产业提供了一系列的政策扶持，所以经过我们不断地学习和发展，如今我国的地热能已经到达了快速发展的阶段。

得益于国家的支持，如今我国的地源热泵企业已经从最初的几家发展到了数千家之多，同时我国的地热能发电泵的装机量，也由1995年的0.8兆瓦上升到了2017年的2万兆瓦。

随着我国2030碳达峰政策的推进，新能源领域也越来越被社会各界重视。

其中，自2018年我国在东北地区勘探除了巨量的干热岩能源储备之后，使得我国在地热能源领域中开辟了一条新的道路。

而与传统发电能源相比，干热源不仅可以大幅降低二氧化氮带来的温室效应，也可以作为一种低成本、可持续的能源被我们利用。

到了今天，随着重力热管技术研发的普及，干热岩已经初步具备了一定的商业价值，被利用在许多诸如大棚升温、道路融雪等领域之中。

相信之后随着我国技术的发展，干热岩能源能够完全替代传统发电，成为一种新型环保的能源被国人所使用。

参考文献

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