清洁能源主要有哪些

2024-05-0601:24:48综合资讯0

三大常规能源:
煤炭、石油、天然气是目前全球最重要的化石燃料。煤炭被称为“工业粮食”,石油被称为“工业血液”,天然气被称为“工业动力”。三大常规能源均为不可再生资源,历经上亿年高温高压形成。若不考虑储量、按目前开采速度估算,三大常规能源的开采年限相对保守地说,分别是:石油约可供人类开采 47 年,天然气约可供人类开采 57~65 年,煤炭约可供人类开采 200 多年。

近年来,随着科技发展和地球内部不断被勘探,一些新的清洁能源被发现,如可燃冰、页岩油等。如今,又出现了一个新名词——干热岩

干热岩,也被称为增强型地热系统(EGS)或工程型地热系统。它是一种新兴地热能源,一般温度大于 200℃,埋藏在地表 3~10 千米深的地方,是一种地球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。干热岩主要被用来提取其内部的热量,因此其主要的工业指标是岩体内部的温度。全球陆区干热岩资源量相当于 4950 万亿吨标准煤,是全球所有石油、天然气和煤炭蕴藏能量的近 30 倍。

干热岩具有储量丰富、可再生、环保、经济等优势。其主要优点包括成本低、零排放、效果好、开发模式新颖。但集中供热的干热岩也存在问题:除了深部钻探和压裂的高昂成本和技术困难外,干热岩的开发还会引发地震,因此这一技术目前在社会上应用较少,尚未得到广泛认可和支持。

根据地温梯度值,热干岩型地热资源可分为:高级 80℃/千米,中级 50℃/千米,低级 30℃/千米。而形成热干岩型地热资源的主要条件是:一方面,地表缺乏大气降水或有上覆隔水盖层;低渗透率,小于 10 -6 微米 2。

中国首次发现大规模可利用干热岩资源在青海省共和盆地。青海共和盆地发现了储量相当于 17 万亿吨煤的干热岩;青藏高原南部约占我国大陆地区干热岩总资源量的 1/5;而在 2019 年,在山东日照市莒县、五莲县一带发现了干热岩富存区,储量相当于 188 万亿吨煤的干热岩。

干热岩项目的发端是美国,1973 年美国第一个热干岩项目——新墨西哥州开展的芬顿山发电站,因经费、技术等问题被迫停止。但随着石油危机的到来,干热岩项目又重新启动,目前全球已有约 64 个干热岩实验或开采项目。

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, 产生了非常高的压力。随着低温水的不断注入, 裂缝不断增加、扩大, 并相互连通, 最终形成一个大致呈面状的人工干热岩热储构造。

注入的水沿着裂隙运动并与周

2012年,我国发表在《地球学报》的文章对热干岩储量进行了估算:中国大陆3~10公里深处的干热岩资源,相当于860万亿吨标准煤。按照2%的可开采资源量计算,相当于当时中国能源消耗总量的5200倍。按2017年中国煤炭消耗量平均每年约40亿吨计算,若开采量达到2%,可供我国使用约4300年。

我国在干热岩开发方面起步较晚。2020年7月,广州能源研究所创新使用金属棒直接将地底深处的热量传导至地面发电,取代了水蒸气这一传统媒介。这种“只采热,不采水”的开采方式显著降低了温度损耗和成本。近年来,东部沿海部分城市已在干热岩开发项目中取得了重大进展。

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