增强型地热系统开发深层地热资源技术在澳大利亚的利用简述

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1、增强型地热系统开发深层地热资源技术在澳大利亚的利用简述注入泵图1在低渗透性结晶质基岩体内，双井式增强型地热系统的概念性示意图。熬評或图2南澳大利亚州Cooper盆地Habancro3钻孔流动试验(2008年3月)。地层水温208°C,出水速率8kg/s,流动压力27.5大气压，固定节流器直径12.5mm“认识增强盘地热系统增强型地热系统(EGS—EnhancedGeothermalSystems)是指在T热岩'(HotDryRock)技术基础上提出来的。美国能源部的定义是采用人工形成地热储层的方法，从低渗透性岩体中经济地采出相当数量深

2、层热能的人工地热系统。增强型地热系统通过注入井注入水在地下实现循环，进入人工产生的、张开的连通裂隙带，水与岩体接触被加热，然后通过生产井返回地而，形成-个闭式回路(图1)。这个概念本身是一个简单的推断，是模仿天然发生的热水空地热循环系统——即现在在全世界大约71个国家，商业生产电能和直接利用热能所采用的系统。建立增强型地热系统的第一步是进行勘探，以鉴别和确定最适宜的开发区块。然后施工足够深度的孔钻，达到可利用的岩体温度，进一步核实和量化特定的资源及相应的开发深度。如果钻遇低渗透性岩体，则对其进行水压致裂，以造成采热所需的大体积储水层，

3、并与注入井-生产井系统实现适当的连通。如果钻遇的岩体在冇限的儿何界限内具冇足够的自然渗透性，采热工艺就可能采用类似于石油开采所采用的注水或熬汽驱油的成熟方法。其他的采热办法，包括井下换热器或热泵，或交替注入和采出（吞吐）的方法。EGS电站在运行屮没冇温室气休排放、土地使用适度、总的环境影响小，成本低嫌，技术也较成熟，具有深度开发的潜力。澳大利亚发展EGS的仃利因索澳人利亚冇3个特殊的地质因素，使Z拥冇世界级的干热岩资源。首先，澳大利亚具备异常高的、放射性的元古代花岗岩。最著名的例证就是澳大利亚南部的平均大地热流为92+10亳瓦/平方米

4、，而全球平均仅为5广54毫瓦/平方米。其次，在板块尺度上，澳大利亚正逐步靠近印度尼沔亚，引起水平方向上的挤床，通常，也会自然地产生近水平裂缝及断层。因此澳人利亚具冇广泛的干热岩分布。第三个特殊地质因素是沉积岩盆地占了澳大利亚陆地的绝大部分。世界上最大的自流盆地，下伏了大约22%的澳大利亚陆块。井口处地下水出水温度为30-1000盆地是开发地热能最具吸引力的地方，因为这些地方不仅能提供天然的阻断深部热的盖层，还能形成渗透性的含水层。2007年，澳大利亚地球科学家对澳人利亚5Km以浅地壳内髙于150°C的地热能做了估算。按照2005年澳大

5、利亚电能的消耗，使川5如以浅地壳内1%的能量，可供澳大利亚使JIJ26000年，这还是基于不考虑地壳能的可再生性及不利用大于5Km深度能量的询提。尽管EGS项目地区的重要性潜力尚需进一步完全验证，但发展地热能的倡导者相信冇足够的信息來证明：仅地球动力学公司在澳大利亚南部Cooper盆地地热能产区的热湿裂隙花岗岩就蕴含着巨人的能量潜力，在将來或可支持零排放标那下人于10,000兆瓦的发电能力（图2）。而位丁•澳人利亚南部的Paralana项H区平均温度200°C、覆盖而积仅20Km2、耳lKm的干热岩，就能够支持向全国电能市场提供520

6、兆瓦/年的电量达25年之久。深层地热能具有成为澳大利亚重要基础能源的潜力。目前EGS发电成本为45美元/兆瓦时，核电为60美元/兆瓦时，而在温室气体减排的压力Z下，化石能源发电在进行二氧化碳的捕集Z后的成本大幅增加，其中燃气-蒸汽联合循坏发电约为66美元/兆瓦时、煤电约为56美元/兆瓦时。另外，根据美国麻省理工学院和澳大利亚MMA得出的结论，EGS发电的成本也要比其它形式的可再生能源低，因此，EGS发电在成本上具有很强竞争力。澳人利亚政府保证能源安全和减轻气候变化风险的政治愿望、对低放射性可再生能源研发的鼓励和深层地热能广泛分布产牛的

7、优势市场认同，以及地热资源场地的屮请许可制度等方面诸多因索都成为刺激澳大利亚EGS发展的动力。澳大利亚政府对EGS工程和研究的支持澳大利亚政府在2004年发布的《保证澳人利亚未來能源安全》的白皮书中将EGS列为以澳人利亚为市场领导的技术，并承诺对地热勘探（研究）、评估（概念验证）、示范工程进行支持。截止到2008年4月，澳大利亚政府己经向地热工程及其研究投入了3200力美元。进一步的政府财政支持对EGS发电进入能源市场也至关重要，澳大利亚政府正准备确定资金支持的敬感性与有效性。澳大利亚EGS工程的发展fi2001年澳大利亚第一个勘探许

8、可证颁发，截至2008年4月，已冇33家公司通过审批，加入到可再生、零排放的地热能开发行动中來,取得的项目投资达&32亿美元（2002〜2013年），主要用于证实和开发深层地热能，尤其是深层地热能资源，这33家公司包括1