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储量相当于煤炭4亿倍,中国地底深处藏着超级能源库!

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在煤矿干过的老师傅,多半有过这样的体会:井口外头还是寒冬,坐罐笼往下走,衣服就一件件往下脱。到了上千米深的工作面,岩壁摸上去发烫,不少矿井还得专门装降温设备,工人才待得住。

那时候大家把这股热当成麻烦。很少有人去琢磨:煤是从地下挖出来的,这股热也是从地下冒出来的,它能不能也当燃料用?

答案是能,而且这份家底比煤大得多。按常见的一种估算,地球内部蓄积的热能折算成煤炭,规模约为全球煤炭储量的4亿倍。中国地底深处,也压着这样一座超级能源库,只是过去够不着、用不上。



这股热从哪来?地球形成时留下的余温还没散尽,岩石里的铀、钍、钾等放射性元素也在一刻不停地慢慢释放热量。按人类的时间尺度去算,这口“炉子”永远不会熄火,也不用往里添一块煤。

越往下越热,是地底的普遍规律,大致每深100米升温3摄氏度左右。打到三五千米,岩石温度就有可能超过150摄氏度,甚至两百多摄氏度。那些老矿工嫌热的深度,其实才刚摸到这座热库的门槛。

中国这份家底有多厚,中国地质调查局算过一笔账:大陆3到10千米深处的干热岩资源,折合标准煤约856万亿吨。只要采出其中的2%,就相当于2010年全国能源消费总量的4400倍左右。



干热岩,就是埋在深处、温度很高、里面几乎没有水的岩石。青藏高原、东南沿海、华北一带都有分布。家底这么厚,为什么到今天还没唱主角?

难处就在“干”和“硬”上。煤和石油挖出来就是燃料,干热岩的热却锁在坚硬的花岗岩里。要取热,得先打一口几千米深的井,把水压进去,在岩石里撑出细小的裂缝,让水流过去吸热,再从另一口井抽上来。

钻头在两三百摄氏度的花岗岩里一寸寸往下啃,磨损快,仪器也容易被烤坏。一口深井的花费动辄上千万元,钻偏了、温度不够,钱就打了水漂。这也是全世界干热岩开发大多还停在试验阶段的原因。



中国最先在青海共和盆地打开局面。地质队员在3705米深处钻到了236摄氏度的高温干热岩,此后当地陆续开展试验性发电,摸索怎样把石头里的热“请”上来。

去年,海南又传来新进展。中国石化在海口附近打的福深热1井,井深超过5000米,是国内第一口达到这个深度的深层地热科学探井,在4500米处测到236摄氏度。东南沿海地下到底有多热,有了实打实的数据。

往下钻的本事,也在别的战场上练出来了。中国石油在新疆塔里木盆地打的深地塔科1井,去年完钻,井深10910米,是亚洲第一口超过万米的直井。这口井是为油气勘探打的,可耐高温、抗高压的钻探手艺,深层地热同样用得上。



深层地热还在攻坚,浅一些的地热早已进了千家万户。河北雄县十多年前就开始用地下热水给县城供暖,大片燃煤锅炉陆续拆掉,后来得了个“无烟城”的名号,这套做法被叫作“雄县模式”。

天津也是用地热供暖的老城市,地热井遍布城区。陕西西咸新区则试出了另一条路:往地下两三千米埋一根封闭的管子,管里的水循环吸热,只取热、不抽地下水,对地下水没有影响。

再浅一点,几十米深的土壤也藏着热。北京大兴国际机场就用上了地源热泵,冬天从地下取热,夏天往地下散热,为航站楼区域提供一部分冷暖。很多人在机场来来往往,并不知道脚下还有这套“空调”。



为什么要费这么大劲开发地热?一个“稳”字最值钱。风电要看风,光伏要看太阳,赶上夜里无风,发电量就往下掉。

地热不分白天黑夜、不分晴天下雨,地热电站一年能运转七八千个小时。

风电、光伏装得越多,电网越需要稳得住的电源来托底。眼下这块主要靠煤电。地热如果能顶上一部分,清洁电用起来会更踏实。



国外已经有现成的例子。冰岛绝大多数家庭靠地热取暖;肯尼亚守着东非大裂谷,地热发电占全国用电的四成以上。美国在犹他州建了专门的干热岩试验场,政府出钱支持各路团队在那里打井试验。

这条路也有坎。韩国浦项曾建过一座干热岩试验电站,往地下高压注水后,当地发生了一次5.4级地震,韩国政府组织的调查认定,地震与这座电站有关,项目随即叫停。高压注水怎样把握分寸,是各国都在研究的课题。



回到开头那些在热烘烘的井下干活的老矿工。他们当年嫌弃的那股热,如今成了科学家拼命往下追的宝贝。地底这座能源库的大门已经推开了一条缝,能推开多大,要看钻头还能往下走多深。

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