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李德威教授临终前写下“开发固热能中国能崛起

2020-04-28 12:28能源百科 人已围观

简介用手机录手机中的视频以前确实没听说过固热能这个概念,查了一下,应该是李德威教授团队自己发明的词,可能是源于其提出的以热能为驱动力的开放地球系统发生多级物质循环的地球系统动力学,据此可...

  以前确实没听说过固热能这个概念,查了一下,应该是李德威教授团队自己发明的词,可能是源于其提出的“以热能为驱动力的开放地球系统发生多级物质循环的地球系统动力学,据此可以合理地解释洋陆系统及其相关的盆山体系的动力学机制”(摘自发表在EI期刊《地学前缘》上的文章:地球系统动力学与取热减灾减排)。

  我理解,简单来说,李教授认为地核热能是各种地质变化的主要驱动力,通过“取热”就可以减少其造成的地质灾害,而这个热就是固热能。取固热能既可以获取一种资源量极大的一次能源,又可以减少地质灾害,一举两得,因此说“中国能崛起”。

  由于本人没有系统学过地质学,不好判断李教授的理论是否正确,关于所谓固热能的利用,我理解和现在的干热岩技术比较类似。地热资源主要包括浅层地热能、水热型地热能和干热岩三种,其中干热岩的储量最大,仅埋深在3000-10000米的干热岩资源量就可折合856万亿吨标准煤(来自地热能开发利用“十三五”规划),相当于2017中国能源消耗总量的19万倍。

  但是以目前的技术来看,开发干热岩资源还是比较困难的,若采用增强型地热(EGS)方案,需要用极大的压力压裂地层形成数平方公里面积的裂缝,然后再注水进去,水吸热变成水蒸气,将其从生产井中提取出来,推动汽轮机发电。如下图所示(图来自吉林大学博士论文增强型地热系统水力压裂和储层损伤演化的试验及模型研究):

  这种方法初投资极大,而且有争议认为其压裂过程可能会诱发地质灾害。据我所知在我国还没有用这种方法开采干热岩资源的实用系统。

  另一种方法和利用浅层地热能的地埋管地源热泵原理差不多,也是用垂直换热管间接提取地下热量,这种方法由于是间接换热,换热效率不高,单位深度换热量大概只比浅层(100-150m)地埋管高2-4倍左右,但是钻井成本却要高出几十倍,我认为只适合用在有废弃油气井的地方。

  地热能是一种非常稳定且资源量极大的清洁能源,既可以供热又可以发电,如果能够低成本、高效率的广泛利用,可以说能够真正解决能源问题。但是目前相关评价、勘探、利用技术都还很不成熟,用手机录手机中的视频且目前我国的煤炭资源还很丰富,科研单位的功利性又很强,缺乏研究、推广这些技术的动力,因此李教授的遗愿短期内恐怕还很难实现了。

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