綠色可持續(xù)能源，能改變能源格局的熱石，開(kāi)發(fā)多年仍無(wú)法商業(yè)化？

金屬探測(cè)人員在進(jìn)行作業(yè)的時(shí)候會(huì)經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，對(duì)地下的探測(cè)經(jīng)常會(huì)由于某種物質(zhì)的存在導(dǎo)致信號(hào)錯(cuò)誤，這種物質(zhì)就是熱石，也就是干熱巖。它還是一種非常寶貴的自然資源，也許能夠改變世界能源的格局，可是針對(duì)該資源的開(kāi)發(fā)已持續(xù)了數(shù)年，仍然無(wú)法商業(yè)化。

重要的地?zé)豳Y源

地?zé)崮苁堑刭|(zhì)學(xué)中的一個(gè)很常見(jiàn)的概念，它是地球中產(chǎn)生和儲(chǔ)存的熱能，一定程度上決定了地球的溫度。地球的地?zé)崮軄?lái)自?xún)蓚�(gè)部分，一部分大約占五分之一，是在地球形成時(shí)就出現(xiàn)了，剩下的部分則是地球原始礦物的放射性衰變。

地?zé)釡囟群芨�，但是傳到地表溫度就�?huì)逐漸降低，這也是為什么我們摸地面感受不到熱度。這個(gè)概念叫地溫梯度，也就是地球核心與地表之間的溫度差，地?zé)岬牡臒崃慷純?chǔ)存在地球的深處，接近地心。

干熱巖就是那五分之一，是地球形成時(shí)就出現(xiàn)的物質(zhì)，它們位于地球內(nèi)部幾公里深處的干熱巖石。這些巖石持續(xù)地被其下方的巖漿加熱，因此具有較高的溫度，但它們的限制是沒(méi)有將熱量傳輸?shù)降乇淼姆椒ā?/p>

在這種情況下，技術(shù)上講，人類(lèi)可以將水注入巖石，讓它升溫，然后產(chǎn)生熱水。這種熱水就可以作為人類(lèi)使用的能源了，地面上的發(fā)電廠可以使用熱水產(chǎn)生的熱能來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。而且熱水還可以循環(huán)使用，熱量傳遞給發(fā)電廠之后，可以作為涼水再次回到地下。

干熱巖的利用方式

人類(lèi)利用地?zé)豳Y源的歷史已經(jīng)很長(zhǎng)了，地?zé)崮艿睦�用可分為直接利用和間接利用，直接使用就是直接開(kāi)發(fā)地?zé)崛�，用于取暖、沐浴和烹飪。在大多�?shù)國(guó)家，地?zé)崮艿闹饕獞?yīng)用是養(yǎng)魚(yú)、度假村和水療中心，還可以用于種植蔬菜、水果和花卉的溫室，以及家庭、工作場(chǎng)所的區(qū)域供暖。

而對(duì)干熱巖的開(kāi)發(fā)則比較復(fù)雜，干熱巖開(kāi)發(fā)首先是需要通過(guò)使用常規(guī)鉆孔進(jìn)入深而熱的基底巖區(qū)域。一旦確定所選區(qū)域不包含斷層就可以繼續(xù)作業(yè)，如果中間有斷層那么就無(wú)法承受壓力，需要立刻結(jié)束作業(yè)。

接著，第一個(gè)鉆孔將被加壓到足夠高的水平，以打開(kāi)巖體，再通過(guò)連續(xù)泵送水，打開(kāi)整個(gè)巖石儲(chǔ)層。這些儲(chǔ)層的打開(kāi)會(huì)使地下產(chǎn)生類(lèi)似地震的地質(zhì)活動(dòng)，可以被歸結(jié)為微地震，對(duì)于地震信號(hào)的分析可以幫助理解正在開(kāi)發(fā)儲(chǔ)層的位置和尺寸。

最后，水在足夠高的壓力下注入儲(chǔ)層，壓力一定要大，以保證巖石能夠抵抗地球應(yīng)力，同時(shí)又不能過(guò)大，過(guò)大的話巖石就受不了會(huì)崩裂。初始鉆孔最終會(huì)成為三井加壓水循環(huán)系統(tǒng)的注入井，這個(gè)井就是一個(gè)開(kāi)發(fā)干熱巖熱能的根據(jù)地。

干熱巖開(kāi)發(fā)為何難以商業(yè)化？

首先，從以上幾個(gè)開(kāi)發(fā)環(huán)節(jié)就可以看出來(lái)，干熱巖的開(kāi)發(fā)可以說(shuō)每個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，而且一旦出現(xiàn)問(wèn)題就幾乎沒(méi)有補(bǔ)救的機(jī)會(huì)。比如在鉆井的時(shí)候如果發(fā)現(xiàn)巖石有斷層，那么就需要立刻退出，否則地下的巖石就會(huì)坍塌。

最后環(huán)節(jié)在往儲(chǔ)層加水的時(shí)候又必須有持續(xù)的高壓，同時(shí)要密切監(jiān)控，否則要么前功盡棄要么會(huì)產(chǎn)生比微地震更嚴(yán)重的后果。其次，在鉆探和測(cè)試之前，必須充分了解當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)系統(tǒng)，這些資源的開(kāi)發(fā)也必須謹(jǐn)慎管理，以確保作業(yè)過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)不可逆的壓力下降。

壓力下降的后果就是開(kāi)井地區(qū)的地面沉降。地震也是可能的后果之一，最著名的事件發(fā)生在2006年瑞士巴塞爾的一個(gè)干熱巖井上，在工作人員開(kāi)始注水僅八天后，就發(fā)生了里氏3.4級(jí)地震，干熱巖井、干熱巖開(kāi)發(fā)和地震之間有著很強(qiáng)的相關(guān)性。

最后，技術(shù)成本問(wèn)題，干熱巖開(kāi)發(fā)需要使用多種方法在巖石儲(chǔ)層內(nèi)部創(chuàng)造水的流動(dòng)路徑，世界各地的干熱巖項(xiàng)目使用了水力、化學(xué)、熱力和爆炸等多種方法的組合，以確保熱能能夠被順利提取。

它并不是一項(xiàng)成熟的技術(shù)，而且需要多種技術(shù)的結(jié)合，世界各地的干熱巖開(kāi)發(fā)項(xiàng)目已經(jīng)證明，這種綠色的、可持續(xù)的自然資源的開(kāi)采成本、開(kāi)采難度和開(kāi)采風(fēng)險(xiǎn)都很高很大，甚至無(wú)法被準(zhǔn)確地提前預(yù)估。

干熱巖開(kāi)發(fā)和干熱巖發(fā)電系統(tǒng)于1970年在美國(guó)新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯首次被實(shí)驗(yàn)性使用，隨后，澳大利亞、法國(guó)、德國(guó)、日本、中國(guó)和英國(guó)也進(jìn)行了類(lèi)似的實(shí)驗(yàn)，不過(guò)該技術(shù)的商業(yè)化由于成本問(wèn)題一直沒(méi)有真正實(shí)現(xiàn)。