干热岩是一种清洁可再生的优质能源，为何不大

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摘要：相信大家对地热能都比较熟悉，由于地球内部是一个巨大的热源，在地层中蕴藏着巨量的热能资源，这些热能统称为地热能，像温泉就是典型的地热资源之一，由于地热能没有污染、不

相信大家对地热能都比较熟悉，由于地球内部是一个巨大的热源，在地层中蕴藏着巨量的热能资源，这些热能统称为地热能，像温泉就是典型的地热资源之一，由于地热能没有污染、不需要额外消耗、安全性高且可再生，在采暖、发电、温室、康养、农业、提取工业原料等方面，已经获得了广泛的应用。

不过，大家对干热岩这个概念应该还比较陌生，其实它是地热资源的一种表现形式，是将地球内部热能的一种存储方式，只不过存储的介质不是水，而是岩石而已。和其它地热资源一样，干热岩也具备储量大、可再生、清洁无污染、开发成本低、不受季节影响等特点，近年来受到很多国家的重视，开发利用方面的研究和实践越来越多。据不完全统计，全球地热岩的总储量，相当于5000万亿吨标准煤，是世界现有三大传统能源煤炭、石油、天然气总储量的30倍左右。那么，既然干热岩这么多，又这么好，为什么不大力开发利用呢？

干热岩的形成归功于地球的“保温机制”

大家知道，地球从内到外，是由地核、地幔和地壳组成的分层结构球体，在地球形成过程中因聚合星际物质之间不断发生碰撞、以及引力势能的转化，内部积聚了大量能量，这些能量之所以在40多亿年的漫长岁月中没有冷却下来，主要有这么几个原因：

第一，也是最关键的因素，那就是地核中放射性物质衰变持续释放热量。在地球刚形成时还是一个完全熔融的状态，组成物质会在重力作用下发生沉降，比重大的物质沉降作用要比比重轻的物质明显，所以重元素（包括很多放射性元素）最终都汇聚到地核处。比如，铀235、铀238、钾40、钍232等，这些放射性物质在衰变的过程中，会持续释放出相应热量。由于这些放射性元素半衰期非常长（铀235是7年、铀238是44亿年、钾40是13亿年、钍232是140亿年），所以几十亿年来，它们一直在发生衰变，保证了地球内核温度的相对稳定。

第二是地球的分层结构。从最内部的地核、到中间的地幔、再到最外面的地壳，分层结构性每一部分所呈现的形态不一，其中地核在高温高压下呈现固态，下地幔是固液混合态，上地幔是高粘稠的岩浆体，最外层的地壳呈现固态。由于外层地壳的固体形态可以延伸到地下几公里至十几公里处，将内部的热量牢牢地锁住，只有一小部分完成与地面的热量交换，从而保证热量散失速度很难。

第三是大气层，这一点无需过多解释，主要原因是大气层可以有效吸收来自地表的红外辐射，然后再返回地面一部分，相当于一层“棉被”。可以参考火星和月球，由于没有大气层，在形成以后不长时间（几亿年）就几乎完全冷却了。

第四是液态水。由于液态水的比热容较固体岩石大很多，储存热量的能力更强，当温度降低相同数值的情况下，释放的热量也更多，对地球总体热量的稳定也起到至关重要的作用。

干热岩作为一种埋藏在距离地表几公里以内的高温岩体，是属于地壳范围内的，所以它的热量来源于地下的能量输入，发源地是地核，然后通过地球内部的物质运动，以热交换的方式逐渐传递到地壳，给这里的特殊岩石（不含流体或者仅含有少量流体的致密岩体）加了温，从而形成干热岩。

干热岩的主要开发方式

世界上对地热能的利用时间，普遍晚于传统能源和水电、风电和核电等新型能源，其中对干热岩的开发更晚，比如我国第一个干热岩勘探井才于2015年开钻，目前在青藏高原、山东、福建等地区开展的开发，还是以勘探型为主，研究和利用型为辅。

干热岩的开发，主要原理是利用热量传输的方式，通过介质将干热岩中所储存的热能，传递到地表然后加以收集和利用。传统方法的工序主要包括打注水井、高压注入低温水、干热岩层开裂形成热储构造、打生产井回收高温蒸汽和液态水，随后将收集起来的热能用于供暖、发电等，最后再将降温后的水，通过注水井循环注入地下，完成一个利用周期。

文章来源：《能源与节能》 网址: http://www.nyyjnzz.cn/zonghexinwen/2021/0412/1206.html

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