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高溫巖體地?zé)崮艿母拍?/h3>
點擊次數(shù)：1798 發(fā)布時間：2016-7-1
高溫巖體地?zé)崮艿母拍?/strong>
高溫巖體地?zé)崾堑責(zé)崮?mdash;—蘊藏在地球內(nèi)部的巨大天然熱能的一種，但是又不同于一般的地?zé)崮堋Ｒ话愕牡責(zé)嶂傅氖巧疃仍?000m以內(nèi)的巖層熱（源），而“高溫巖體地?zé)?rdquo;指的則是深度在3000～5000m、溫度達(dá)150～350℃的結(jié)晶質(zhì)巖石熱（源）。
地球是由地殼、地幔和地核組成的實心球體，半徑達(dá)6370km。地殼是地球的外層，非常薄，約占地球內(nèi)部構(gòu)造的1/200左右，大陸地殼平均厚度約35km，而海洋地殼僅10km，薄處只有7km；地幔是地球的中間層，厚達(dá)2900km，分為上地幔和下地幔。由地幔向地核延伸，地震波突然中斷，表明地核處于液態(tài)，地核總厚度達(dá)3473km。
地?zé)崮艿臒崃恐饕獊碜缘厍騼?nèi)部巖石和礦物中的放射性元素衰變所產(chǎn)生的巨大熱量，這些放射性元素豐度高、產(chǎn)熱效率高、半衰期與地球年齡相當(dāng)，多集中在地表層數(shù)百千米范圍內(nèi)。有人曾估計，在地球的熱歷史中，地球內(nèi)部由放射性元素衰變而產(chǎn)生的熱量平均每年為5 萬億億卡（5×1024cal/a），可見地球?qū)嵲谑且粋€地道的熱球。還有人估計，若以燃燒世界所有的煤炭獲得的熱量為基準(zhǔn)，石油僅為煤炭的8%，核燃料為15%，而高溫巖體地?zé)豳Y源則為煤炭的1.7億倍。正因為如此，高溫巖體地?zé)崮苁艿绞澜绺鲊毡榈闹匾暋?/span>
關(guān)于高溫巖體地?zé)崮?，早出自?0世紀(jì)70年代石油危機(jī)后美國科學(xué)家提出的利用地下深層結(jié)晶質(zhì)巖層中地?zé)崮馨l(fā)電的建議，當(dāng)時取名“熱干巖體”（Hot DryRock）。高溫巖體地?zé)崮艿拈_發(fā)利用，簡單地說，就是鉆一些深井（3000～5000m 深）達(dá)到地下結(jié)晶質(zhì)巖層，那里的溫度一般可達(dá)150～350℃；采用相應(yīng)的井下作業(yè)措施（如射孔、爆炸、水力壓裂、酸化等），在高溫巖體中造成具有高滲透性的裂縫體系，也就是建造所謂的“換熱構(gòu)造”或稱“人工熱儲”；從一口（或幾口）井注入冷水，經(jīng)裂縫換熱構(gòu)造加熱后，從另外一些井采出熱水；在地面上將這些熱水采用二元發(fā)電裝置，即用低沸點二次工質(zhì)的有機(jī)朗肯循環(huán)，或用氨/ 水混合物作為二次工質(zhì)的卡里納循環(huán)（Kalina Cycle）發(fā)電（圖3）。在有熱負(fù)荷的地區(qū)，進(jìn)行熱電聯(lián)產(chǎn)，也可以只用于供熱。
繼美國之后，英國、法國、德國、日本、瑞士、瑞典、澳大利亞等國也紛紛開展同類型的現(xiàn)場試驗（見圖4），但名稱叫法不一。美國早稱“熱干巖體”（Hot DryRock），當(dāng)時估計深層結(jié)晶質(zhì)巖體中沒有流體存在；后來日本的鉆探發(fā)現(xiàn)，深層巖體中，有的發(fā)育有較好的天然裂縫體系，并存在有流體（地?zé)崴?，因而又稱作“熱濕巖體”（Hot Wet Rock）；在澳大利亞的試驗中，地下巖體要經(jīng)過人工壓裂處理，使其生成裂縫體系，因而叫做“熱裂巖體”（Hot Fractured Rock）。此外，瑞士稱作“深層地?zé)衢_采”（Deep Heat Mining），能源機(jī)構(gòu)（International Energy Agency）1978年發(fā)起的研究項目稱“人造地?zé)崮荏w系利用”（Use of Man-made-geothermal Energy Systems）。美國在熱干巖體實驗項目后，對新開發(fā)的這種項目統(tǒng)稱“增強(qiáng)地?zé)嵯到y(tǒng)”
?。‥nhanced Geothermal Systems），其中包含對現(xiàn)有常規(guī)地?zé)嵯到y(tǒng)采取工程措施，增強(qiáng)其產(chǎn)能或延長其使用壽命的內(nèi)容?？傊?，同類技術(shù)由于研究與使用的著眼點不同，衍生出不同的名稱。我們認(rèn)為，從構(gòu)建整個地?zé)嶙V系出發(fā)，并區(qū)別于中淺層的地?zé)崂茫隧椉夹g(shù)本文統(tǒng)稱為“高溫巖體地?zé)崮?rdquo;，其英文仍循通稱HDR（HotDry Rock Geothermal Energy）。
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