干熱巖

干熱巖因其得天獨厚的較高溫度，一旦成功開采出來，將是冬季供暖的良好熱源。但因其造價較高，對于面積較小的建筑供暖，高昂的成本是一般人難以承受的。因此，用干熱巖技術(shù)來進行集中供暖是比較合適的選擇。

如我國陜西四季春清潔熱源股份有限公司的干熱巖供熱技術(shù)，目前已成功在陜西省內(nèi)進行了商業(yè)應(yīng)用。據(jù)其施工安裝的干熱巖供熱示范項目——長安信息大廈2013年供暖季的運行數(shù)據(jù)表明，干熱巖供熱這一技術(shù)在該項目的住宅及商業(yè)供熱面積共計3.8萬平方米中的供熱效果良好。

干熱巖供暖技術(shù)是通過鉆機向地下2000~4000m深度高溫巖層鉆孔，在孔中安裝一種密閉的金屬換熱器，將地下深層的熱能導(dǎo)出，并通過地源熱泵系統(tǒng)向地面供暖的新技術(shù)。

干熱巖供熱技術(shù)雖然優(yōu)點眾多，但目前在市場推廣應(yīng)用中也還存在著部分困難和問題：一是該技術(shù)為新技術(shù)，缺乏相關(guān)的政策、法規(guī)、技術(shù)標準等支撐。二是由于該技術(shù)在社會上應(yīng)用較少，希望得到土地、水務(wù)、市政、物價等有關(guān)部門的認可和支持。

開發(fā)利用干熱巖，從對大氣環(huán)境的保護角度和資源的儲備量講，其優(yōu)勢是其他能源類別不可比的。干熱巖資源在其利用過程中不燃燒化石燃料，因此不會排放溫室氣體二氧化碳和其他污染物。干熱巖儲量豐富，并可循環(huán)利用，可滿足人類長期使用的需要。

目前，人們對干熱巖的開發(fā)利用，主要是發(fā)電。利用干熱巖發(fā)電技術(shù)可大幅降低溫室效應(yīng)和酸雨對環(huán)境的影響，且不受季節(jié)、氣候制約。而且將來利用干熱巖發(fā)電的成本僅為風(fēng)力發(fā)電的一半，只有太陽能發(fā)電的十分之一。

干熱巖發(fā)電的基本原理是：通過深井將高壓水注入地下2000～6000米的巖層，使其滲透進入巖層人工壓裂造出的縫隙并吸收地?zé)崮芰浚辉偻ㄟ^另一個專用深井（相距約200～600米左右）將巖石裂隙中的高溫水、汽提取到地面；取出的水、汽溫度可達150～200℃，通過熱交換及地面循環(huán)裝置用于發(fā)電；冷卻后的水再次通過高壓泵注入地下熱交換系統(tǒng)循環(huán)使用。整個過程都是在一個封閉的系統(tǒng)內(nèi)進行。

采熱的關(guān)鍵技術(shù)是在不滲透的干熱巖體內(nèi)形成熱交換系統(tǒng)。試驗中，常用的地下熱交換系統(tǒng)的模式主要有三種。

最早的模式是美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室提出的“人工高壓裂隙模式”，即通過人工高壓注水到井底，干熱的巖石受水冷縮作用形成很多裂隙，水在這些裂隙間穿過，即可完成進水井和出水井所組成的水循環(huán)系統(tǒng)熱交換過程。

第二種模式是英國卡門波礦產(chǎn)學(xué)校提出的“天然裂隙模式”，即較充分的利用地下已有的裂隙網(wǎng)絡(luò)。已有的裂隙雖然一方面阻止了人工高壓注水裂隙的發(fā)育，但另一方面當(dāng)人工注水時，原先的裂隙會變寬或錯位更大，增強了裂隙間的透水性。在這種模式下，可進行熱交換的水量更大，而且熱量交換更充分。

最新的模式，即第三種模式是在歐洲蘇爾茨(Soultz)干熱巖工程中由研究人員提出來的“天然裂隙－斷層模式”。這種模式除了利用地下天然的裂隙，而且還利用天然的斷層系統(tǒng)，這兩者的疊加使得熱交換系統(tǒng)的滲透性更好。該模式的最大優(yōu)勢也是最大的挑戰(zhàn)，即不需通過人工壓裂的方式連接進水井和出水井，而是通過已經(jīng)存在的斷層來連接位于進水井和出水井之間的裂隙系統(tǒng)。

因為干熱巖發(fā)電既不像火電那樣，向大氣排放大量的二氧化碳等溫室氣體、粉塵等氣溶膠顆粒物；而且也不像水電那樣，因水壩的修建而破壞局部乃至整個河流的生態(tài)系統(tǒng)以及在水電廠周圍引起各種程度不一的環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害。因此，干熱巖發(fā)電幾乎完全擺脫了外界的干擾。目前，已有部分國家建設(shè)了試驗性干熱巖發(fā)電廠，但規(guī)模普遍較小，因此尚未形成商業(yè)規(guī)模。

干熱巖是指地層深處（深埋超過2000m）普遍存在的沒有水或蒸汽的、致密不滲透的熱巖體，主要是各種變質(zhì)巖或結(jié)晶巖體，賦存狀態(tài)有蒸汽型、熱水型、地壓型、巖漿型的地?zé)豳Y源。較常見的干熱巖有黑云母片麻巖、花崗巖、花崗閃長巖等。干熱巖型地?zé)豳Y源是專指埋藏較深，溫度較高，有開發(fā)經(jīng)濟價值的熱巖體。

干熱巖是一種地?zé)豳Y源。在學(xué)術(shù)界，干熱巖有時被稱為“熱干巖”，其英文名稱為“Hot Dry Rock”。干熱巖的分布幾乎遍及全球，用一些科學(xué)家的話說，它是無處不在的資源。從理論上說，隨著地球向深部的地?zé)嵩鰷?，任何地區(qū)達到一定深度都可以開發(fā)出干熱巖，因此干熱巖又被稱為是無處不在的資源。但就現(xiàn)階段來看，由于技術(shù)和手段等限制，干熱巖資源專指埋深較淺、溫度較高、有開發(fā)經(jīng)濟價值的熱巖體。目前干熱巖開發(fā)利用潛力最大的地方，是新火山活動區(qū)，或地殼已經(jīng)變薄的地區(qū)，這些地區(qū)主要位于全球板塊或構(gòu)造地體的邊緣。