开采干热岩有哪些难点，中国能利用干热岩么？
今年对于能源领域，真是一个不安宁的一年。一会儿可燃冰大热，说是将来可以取代石油的清洁能源，一会又说发现了干热岩，媲美17万亿吨煤，国家也来凑热闹，各国都放言二三十年内，燃油车将被电车取代，诸如此类……其实这些资源的勘探固然取得了很大的进步，但事实是仍未取得突破性进展，要达到商业化应用，也远达不到新闻媒体标题的“吹捧”。
什么是干热岩资源
干热岩，说白了也是传统地热能的一种，只不过换了个说法，让大家感觉耳目一新。地热能大部分是来自地球深处的可再生性热能，它起于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变，按照其储存形式，地热资源可分为蒸汽型、热水型、地压型、干热岩型和熔岩型5大类。干热岩则是一般温度大于200℃，埋深数千米，内部不存在流体或仅有少量地下流体（致密不透水）的高温岩体。
开发干热岩资源的原理是从地表往干热岩中打一眼井（注入井）,封闭井孔后向井中高压注入温度较低的水，然后加压，将储层岩石压裂，同时在注水井周围部署采出井，通过注入冷水，采出热水，将热量带出。带出来的热量可以用于发电（最主要的方式）或其他循环利用。
今年在青海钻获的干热岩资源具有埋藏浅、温度高、分布范围广的特点，填补了我国一直没有勘查发现干热岩资源的空白。从干热岩地热资源区域分布看，青藏高原南部约占我国大陆地区干热岩总资源量的1/5。
开采干热岩的难点
要开发干热岩资源需要人工热储压裂等多种关键技术的支持，因此干热岩资源距离开发还有较长的路要走。比如，开发干热岩地热资源需要深井钻探，钻打高温岩体钻头的耐热度需要达到350℃。另外，在实际工作中需要应用防斜钻井技术，这将增加开发过程中的难度和生产费用。目前，我国在钻井、压裂、微地震监测、数值模拟等方面的技术虽然有了较大提升，但在建立干热岩开发利用技术体系方面还面临很多瓶颈，如高温科学钻探技术、大面积人工热储压裂技术、人工热储裂隙跟踪技术等关键技术研究还需要进一步加大力度。
干热岩的开发利用，需要借助大量水的循环，每次提取地热资源时，都要给地下岩石水库注水，在循环过程中还要对流失的水不断补充。因此，充足的水源供应是开发利用热干岩的一项重要条件。当然，目前也有专家正在研究用超临界的二氧化碳作为循环液。这种方法可以避免水溶液注入可能产生的一系列问题，同时实现二氧化碳的资源化。不过，这项研究才刚刚起步，仍有不少技术难题有待解决。
其实，从1904年意大利托斯卡纳的拉德瑞罗第一次用地热驱动0.75马力的小发电机投入运转，并建造了第一座500千瓦的小型地热电站算起，地热发电至今已有超过百年的历史了。如今，新西兰、菲律宾、美国、日本等国都先后投入到地热发电的大潮中。其中，美国地热发电的装机容量居世界首位。进行干热岩发电研究的还有英国、法国、德国和俄罗斯，但迄今尚无大规模应用。
与国外上世纪70年代开始开展干热岩勘查与开发利用相比，我国对干热岩的开发利用相对较晚，因此实现大规模开发需要更多的投入，才能达到或赶超国际先进水平。
应该说，干热岩是页岩气、煤层气、页岩油、太阳能热发电、地热能利用、海洋能发电等未来国家重点发展支持能源项目中的一个，虽然潜力巨大，但商业化进程依然缓慢。
众所周知，在大自然中存在着许多资源，有些资源被称之为“不可再生资源”，毕竟地球虽然比较宽广，但资源是有限的，可见这些不可再生资源的重要性了。每当一个国家发现大批量的不可再生资源，其他国家都会投来艳羡的目光。
近几十年来，我国的发展呈现肉眼可见的速度前进，但能源问题对于我国来说，还是较为严峻的，毕竟中国人口数量较多，所需要的能源相对也比较庞大。但青海又出什么大事？发现大量新能源，更有美国人直言：怎么又是中国？究竟是怎么一回事，就让我们一起来看看吧！
原来，这次在青海所发现的新能源，名叫“干热岩”。干热岩是一种新型的能源，埋藏在几千米的地底下，若是没有强悍的勘探技术，想要发现干热岩无疑是非常困难的。而且想要提取干热岩也并不容易，需要过硬的技术才能够提取成功。
而我国这次在青岛所发现的干热岩，温度居然高达236度，比起上一次发现的干热岩153度，足足高出了83度，可见这次钻获的干热岩体有多么珍贵了。许多国家都对中国的这次发现，感到羡慕不已，毕竟如此珍稀的资源，并不是随随便便就能发现的。
要知道干热岩的总储能，相当于全球石油、煤炭和天然气储能的30倍，足以证明这次发现新能源的强悍。干热岩的发现对我国的发展，起到了至关重要的作用，能应用的范围非常广泛，并且不会排出一些有害的气体，对于环境保护也能起到一定的作用。
不得不说，世界之大还真是无奇不有，万万没想到在青海，居然能够发现如此珍稀的干热岩，着实让人大开眼界了。
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（2）由图中数据可知，发1×106kW?h电为例，干热岩发电比燃油发电减排少的二氧化碳质量=（893g-91g）×1×106=802t；比燃煤发电减排少二氧化硫的质量=（5.44g-0.16g）×1×106=5.28t．故填：802；5.28．
地热，又称地热资源、地热能，是储存在地球内部、能够被人类所利用的热量。目前，可利用的地热资源主要包括：天然出露的温泉、通过热泵技术开采利用的浅层地热能、通过人工钻井直接开采利用的地热流体以及干热岩体中的热量。
资源主要包括三种类型： 浅层地热能、水热型地热资源和干热岩。
浅层地热能： 是指温度在25摄氏度以下，蕴藏在200米以浅地表浅层土壤、岩石、水源中的可再生能源，通常采用地埋管、地源热泵或水源热泵等技术开发，用于供暖或制冷。我国浅层地热能开发规模高于全球首位。
水热型地热资源 ： 地热资源家族中最为典型，一般指温度在25摄氏度以上，以液态水和蒸汽为主的地热资源的统称，主要表现形式为天然出露的温泉、气泉和埋藏在地下200米以深的流体。天然出露的水热型资源可直接开发利用，埋藏在地下的地热流体可通过人工钻井的方式进行开发。其中，根据温度可以进一步分为高温（大于150摄氏度）、中温（90摄氏度至150摄氏度）和低温（小于90摄氏度）三类。
干热岩 ：是新兴地热资源，一般温度大于180摄氏度，是埋藏在地下数千米、不含流体或仅有少量地下流体（致密不透水）的高温岩体。2017年，我国科学家在青海共和盆地3705米深处钻获236摄氏度的高温干热岩。
地热资源被寄予厚望得益于其独有的鲜明优势。
一是分布广泛、资源量大。地球是个巨大的热库，地球内部的放射性元素不断地进行着热核反应，具有非常高的温度，地球中心温度高达6000摄氏度，高温热量透过厚厚的地层，时时刻刻向太空释放，地热能约为全球煤热能的1.7亿倍，是当前全球一次能源年度消费总量的200万倍以上，可谓取之不尽用之不竭。据初步评价，我国336个地级以上城市浅层地热能源可开采量折合标准煤7亿吨，可满足约300亿立方米建筑物供暖需要；估算全国水热型地热资源年可开采量折合标准煤18.84亿吨，中高温发电潜力996万千瓦，年发电量可达800万千瓦时；全国干热岩远景资源量折合标准煤856万亿吨，是未来煤和石油等化石能源枯竭后最具潜力的战略接替能源。
二是低碳环保、安全优质。地热是一种全天候、可再生、绿色清洁资源，开发利用安全稳定，受昼夜更替、季节交换与气候变化等因素影响远小于其它资源，可以连续不间断工作，一年工作8000多个小时，且保持较高的效率。
三是用途广泛，产业带动能力强。人类利用天然温泉已有几千年的历史，但真正规模化利用始于20世纪初。1904年，意大利在拉德瑞罗首次利用地热实现发电，标志着地热资源利用方式的革命性转变。截至2020年，全球开发地热资源的国家已达到88个，地热被广泛应用到发电、供暖、制冷、洗浴、温室种植、水产养殖、工业烘干、农业干燥、融雪冷却等方面。美国地热能发电装机容量多年位居世界第一，冰岛利用地热解决了全国90%的建筑供暖。我国地热利用已基本形成以西藏羊八井为代表的地热发电、天津和西安为代表的地热供暖、以东南沿海为代表的疗养与旅游和以华北平原为代表的种植和养殖的开发利用格局。截至2020年底，我国约实现地热能源供暖面积14亿平方米。因用途广泛，地热具有较高的综合利用价值，通过梯级利用可以实现发电、供暖、洗浴、疗养、养殖多种功能同时实现，可以同时带动工业、农业、旅游、医疗、服务业等多产业共同发展。
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01
地热资源是什么？
地热是指贮存在地球内部的可再生热能，一般集中分布在构造板块边缘一带，起源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。
由于地热能是储存在地下的，因此不会受到任何天气状况的影响，并且地热资源同时具有其它可再生能源的所有特点，随时可以采用，不带有害物质。
关于地热的来源，有多种假说。一般认为，地热主要来源于地球外部热源和内部热源。外部热源包括太阳辐射等，内部热源包括放射性元素生热、地核热量等。根据测算，地核的温度达6000 C左右，地壳底层的温度达900~1000 C，地球表面恒温层(距地面约15米)以下约15千米范围内，地温随深度增加而增高，平均增温率约为3 C/100米。不同地区地热增温率有差异，接近平均增温率的称正常地温区，高于平均增温率的地区称地热异常区。地热异常区是研究、开发地热资源的主要对象。地壳板块边沿，深大断裂及火山分布带等，是明显的地热异常区。
02
地热与其他资源的区别
地热能通过各种方式向地球表面传播热量至人们可以采集到的地壳上层，就形成了人类可以开发利用的地热资源，它是一种与地球同在、取之不尽用之不竭的热能源，而且地热能不受时间和地域限制，随时都在、到处都有。
地热资源和煤、石油、天然气及其它传统矿产资源不一样，埋藏于地下且可以吸收、传导、蕴藏地热能的水、岩石等物质皆可称之为地热资源，人们可以通过它们获取地热能，一旦它们脱离了地下地热能的供给，其体内蕴藏的热量将很快散去。就像风能蕴含于风速中、太阳能通过空气辐射一样，地热能是通过地壳内各种介质传导至地面上来的，人们能够借助于某种媒介有效地采集和利用时才能称其为资源。
03
地热资源如何开采？
勘查深度可根据主要热储类型、埋藏深度、当前的开采技术经济条件和市场需要确定，对于天然出露的带状热储类型，勘查深度一般控制在1000m内；隐伏的盆地型层状热储，勘查深度一般不超过4000m。
地热勘查应实行“探采结合”的原则，地热地质勘查钻孔能成井开采利用的，应按成井技术要求实施；地热开采井的钻井地质编录、测井、完井试验与地质资料收集整理除按成井技术要求实施外，还应按地质勘查要求，取全取准各项地热地质资料。
1、井深 钻井越深，成本越高。
2、地质因素 钻井中地质构造的复杂程度 地质构造越复杂，变径越多，成本越高。
3、钻井的地理位置 这决定了钻井设备的搬运方式和动力来源，进而影响钻井成本。
4、钻机的进尺、动力大小和开孔直径 一般来说，进尺越深，要求的动力越大，成本也越高。
04
地热资源为何不是新能源主力？
从理论上来说，干热岩的储量是非常丰富的，只是，现有的勘探技术，还无法钻取到地球比较深层的地方，只能针对埋藏比较浅、地形地貌比较简单的干热岩进行开采。
并且，工作人员在对干热岩进行开采之前，还需要提前确定这些岩石缝隙的走向，这样才有利于更加高效地提取热量。
如果是想要进行大规模的提取，还需要对整个干热岩资源的分布，以及岩石缝隙做一个非诚清晰、全面的了解，目的是降低能源开采的成本，提升能源的利用价值。
由自然资源部中国地质调查局、国家能源局新能源和可再生能源司等联合出版的《中国地热能发展报告（2018）》（下称《报告》）指出，中国大陆336个主要城市浅层地热能年可采资源量折合7亿吨标准煤，可实现供暖（制冷）建筑面积320亿平方米，其中黄淮海平原和长江中下游平原地区最适宜浅层地热能开发利用。
地热能产业曾被寄予厚望。作为中国首个地热开发利用专项规划，2017年发布的《地热能开发利用“十三五”规划》（下称地热“十三五”规划）预计，2016-2020年，地热能供暖可拉动投资约2200亿元，地热发电可拉动投资约400 亿元，合计约为2600亿元。
市场规模达2600亿的地热能，为何发展如此缓慢？
“因地制宜开发利用地热能。”日前公布的国家“十四五”规划，对地热能发展基调作出如上表述。
地热能是一种绿色低碳、可循环利用的可再生能源，具有储量大、分布广、清洁环保、稳定可靠等特点。目前，中国地热能主要包括地热发电和地热直接利用（供暖）两大途径，与清洁供暖和“双碳”目标高度契合。
地热能产业曾被寄予厚望。作为中国首个地热开发利用专项规划，2017年发布的《地热能开发利用“十三五”规划》（下称地热“十三五”规划）预计，2016-2020年，地热能供暖可拉动投资约2200亿元，地热发电可拉动投资约400 亿元，合计约为2600亿元。
然而，现实却很骨感。
中国能源研究会地热专业委员会专家委员会主任、中国地源热泵产业联盟专家委员会主任郑克棪曾撰文称，“十三五”期间，国内地热发电新增装机容量18.08兆瓦，占到“十三五”规划的3.6%；全国在运地热发电总装机量为44.56兆瓦，占到规划装机容量的8%左右。
郑克棪认为，地热发电没有完成规划任务，主要原因是地热没有享受《可再生能源电价附加分摊管理办法》的补贴。
以西藏羊易地热电站为例，该电站2018年并网发电，2019年上网，目前上网电价为0.25元/千瓦时，没有任何补贴，电厂运行艰难。
同样是可再生能源的风能和太阳能，均享受到了相关补贴，并在近年实现了跨越式发展。
此外，根据2020年9月1日施行的《资源税法》，将地热纳入了能源矿产类别税目，税率从价计征1%-20%或者从量计征每立方1-30元。这进一步遏制了地热在可再生能源中的竞争性，也抑制了资本大规模进入的积极性。
在地热直接利用领域，中国连续多年位居世界首位，但与“十三五”规划相比，也存在一定差距。
另外，地热能的初期投资、初装费高于煤炭和天然气。中国石化上述资料显示，假设燃煤锅炉房初投资为1，地下水源热泵系统初投资约为1.25-2.8；地源热泵的初装费将近万元。
这成为制约地热能供暖（制冷）应用的重要因素之一。
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