向干热岩进军
一种存在于地下深处炽热的岩石,由于这种热岩层里既有水又没有蒸汽,所以被叫做干热岩。
但是,地壳中蕴藏着巨大的热能,大多数都储存在干热岩里面。据计算,160立方千米那么大的干热岩,温度从290℃释放出的热能就相当于美国全年消耗的能源。
怎样才能把干热岩里面蕴含的热能开发出来呢?
美国人史密斯最先提出一种开发利用干热岩里的热能来发电的技术设想:采用特制的钻机往岩层深处的两口钻井;到达干热岩以后,再用高压水流——“水力爆破法”使两口钻井之间的岩体产生裂缝,构成通路;然后往一口钻井里注水,水被干热岩加热,生成的热水和蒸汽再用水泵从另一口钻井中抽出来;抽出来的热水和蒸汽,即可用来驱动汽轮发电机发电。
第一次开发干热岩的试验开始于1973年,地点是美国新墨西哥州的芬顿山,这里的地热增温率是每千米65℃。1975年,美国科学家钻了两口上部垂直,下部弯曲的“J”形井,井深都在3000米左右。从1977年到1978年,花了9个月的时间,才用高压注水的办法把两口井打通,抽出155℃的蒸汽维持了75天,尽管产生热量的功率只有3000千瓦,但是这一次成功的实践仍然是具有划时代意义的。
接着美国又进行了多次试验。继美国之后,德国、法国、英国、瑞典、日本等国都开始进行干热岩的开发研究。
法国在两年时间里打出了6口开发干热岩的深井,其中的一口井深6000米,每小时可获得200℃的高温热水100吨。
日本的火山多,干热岩也多,所以日本对开发干热岩特别积极。据说在日本钻井只需钻到1500~2000米的深度,就能获得200℃的地热。日本不仅参加了美国、德国联合开发干热岩的试验,而且还在本国进行了类似的实践。1988年,他们在山形县打了两口1800米的深井。井底花岗岩体的大约是250℃,往一口井里注水,100℃~180℃的热水和蒸汽就从35米远的另一口井中冒出来。
能从地下湿热岩取得地热并开发成地热田的地方仅仅是少数。可是干热岩不同,只要钻到足够的深度,就一定能找到它。专家们认为,除了太阳能,世界上数量最大的能源就是我们脚下的干热岩能。他们说,1立方千米干热岩所含有的能量,相当于一个产油1亿桶的大油田;全球干热岩所含有的能量,相当于全部煤炭、石油和天然气等化石能源的30倍,可供人类使用成千上万年。因此我们千万不能忘了干热岩。