井下千米，地球深處探“熱”寶

每逢供暖季，我省的空氣就會(huì )經(jīng)受一番二氧化碳、二氧化硫、粉塵等燃煤排放物的“洗禮”。大家都在期待，供暖季時(shí)藍天依然透亮。作為一種清潔能源，近年來(lái)，我國地熱能開(kāi)發(fā)利用規模持續擴大，我省的地熱能供暖工作也在逐步推進(jìn)。隨著(zhù)地熱產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，我省已經(jīng)形成了完整的地熱產(chǎn)業(yè)鏈，在技術(shù)研發(fā)、設計、勘探、鉆井、裝備、運營(yíng)、市場(chǎng)方面日漸成熟，很好地支撐了地熱產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

地熱形成自循環(huán)，釋熱不污染

近日，太原市武宿機場(chǎng)附近的一個(gè)施工現場(chǎng)，井架聳立，直入藍天。6米多高的鉆井平臺上，多名工人正在下泵管;30多米高處，一名井架工正在將鉆桿推到卡鉗里……“井深2213米，我們已經(jīng)進(jìn)行了抽水試驗，掌握了含水層的地質(zhì)構造、巖層結構、裂隙發(fā)育情況、地下水的蘊含和補給以及水質(zhì)、水溫、水量等情況。”山西省水勘院所屬淼創(chuàng )地熱公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“淼創(chuàng )公司”)總經(jīng)理寇雙平介紹，經(jīng)過(guò)抽水試驗得知，該鉆孔井口溫度為55℃，井底溫度達到63.1℃?；具_到預計目標，可以滿(mǎn)足地熱能供暖的要求。

走進(jìn)項目部辦公室，一張項目勘探孔預想柱狀圖映入眼簾。淼創(chuàng )公司地勘人將通過(guò)鉆探施工來(lái)探查區域內地熱水資源賦存情況，驗證地質(zhì)資料與設計預想，即通過(guò)鉆井、測井、抽水試驗，查清楚這一帶的地下巖層結構、巖石裂隙發(fā)育情況、地下水補給等情況。如果這里的巖石裂隙發(fā)育情況良好，地層水資源又比較豐富，那么地熱水就會(huì )源源不斷地補給，地熱能就可以持續輸出，確保供暖穩定持久。

不遠處，另一眼井正在鉆進(jìn)。“這兩眼井均為參數井，施工完成后，一個(gè)抽水，一個(gè)回灌，可形成地熱水、地源熱泵、地上換熱系統自循環(huán)。地熱水被抽出，提取完熱量后，再被回灌至地底加熱。同時(shí)利用提取的熱量加熱供暖系統循環(huán)水，實(shí)現向建筑物供熱的目的。”淼創(chuàng )公司技術(shù)負責人李雪峰稱(chēng)，這樣有效避免了水資源的浪費，也可以防止地下水中的重金屬鹽等對環(huán)境造成的污染。

地熱資源，科學(xué)探尋

只要具備鉆井條件，就能輕易找到地熱能嗎?“那不一定。新中國成立以來(lái)，地勘人在全國各地不斷進(jìn)行地熱勘查，通過(guò)大量的勘查實(shí)驗和研究，對地熱能賦存條件、地層分布有了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗并逐步形成了較為完整的理論體系。2020年，我們在太原理工大學(xué)實(shí)施地熱勘查項目，在理工大原位改性采礦教育部重點(diǎn)實(shí)驗室趙陽(yáng)升院士團隊致密地層裂縫型熱儲地熱能的理論指導下進(jìn)行的科學(xué)鉆探，目前鉆孔深度2200多米，井下溫度達到70.7℃。”李雪峰說(shuō)。

從不到1000米的供水井到1000米至2000米的中深層地熱井，再到現在的4000米深層地熱井，山西水勘院的設備逐步升級，工藝不斷優(yōu)化，鉆探技術(shù)有了質(zhì)的提升。“20年前，我們露天施工，摸著(zhù)操縱桿，全憑感覺(jué)下鉆?，F在，在暖和的空調房里，看著(zhù)屏幕精準地操作，所有的工作狀態(tài)都在電腦屏上顯示。”寇雙平說(shuō)。

據了解，我省地熱資源縱貫南北五大盆地，地熱資源星羅棋布。地熱能的開(kāi)發(fā)利用具有供能持續穩定、高效循環(huán)利用等特點(diǎn)，對改善大氣環(huán)境質(zhì)量、能源結構轉型具有重要意義。地熱能集中供熱最大的亮點(diǎn)是完全采用“只取熱、不取水”，使用過(guò)程中也不會(huì )產(chǎn)生廢氣廢渣，不污染環(huán)境，節能減排效果顯著(zhù)。相關(guān)資料顯示，我省地熱資源總熱量相當于603.588億噸標準煤，可開(kāi)采總熱量折合標準煤為93.5億噸。按開(kāi)采系數法計算，在考慮回灌條件下，每年可開(kāi)采地熱資源總熱量相當于1.35億噸標準煤，每年可減排二氧化碳3.22億噸。地熱作為可再生清潔能源，具有穩定、環(huán)保、零排放的特性，在當今人們環(huán)保意識日漸增強和能源日趨緊缺的情況下，地熱資源開(kāi)發(fā)利用前景廣闊?？碧焦ぷ鞲龊玫責豳Y源的前期規劃，摸清地熱資源的家底，為開(kāi)發(fā)利用打好基礎。

地熱開(kāi)發(fā)不僅僅是綠色工程

地熱能分為干熱型地熱和水熱型地熱，我省更多的是水熱型地熱。因此，目前我省可利用的地熱資源就有：天然出露的溫泉、通過(guò)熱泵技術(shù)開(kāi)采利用的淺層地熱能、通過(guò)人工鉆井直接開(kāi)采利用的地熱流體以及干熱巖體中的地熱資源。“地熱資源的開(kāi)發(fā)利用主要是利用其熱能，地下巖層結構、地底溫度、水量、補給以及埋藏深度、開(kāi)采難度等因素，都對其開(kāi)發(fā)利用價(jià)值有重要影響。”寇雙平說(shuō)，根據地熱資源的溫度不同，地熱能的開(kāi)發(fā)利用方式也不相同，比如，對于分布廣泛的中低溫地熱能，最直接的是利用其進(jìn)行供熱。

山西水勘院為我省忻州市定襄縣一小區的10棟樓8萬(wàn)余平方米居民住宅的供暖設備注入了地熱能。將天然蘊藏在地下的地熱能量傳遞至千家萬(wàn)戶(hù)，造福了人民群眾。“地熱是清潔能源，大力開(kāi)發(fā)地熱資源，為百姓提供清潔供暖服務(wù)，不僅是民生工程，而且是綠色工程，可以讓霧霾少一點(diǎn)，讓藍天多一點(diǎn)。”李雪峰這樣說(shuō)。

無(wú)獨有偶，太原市玉泉山居小區采用“無(wú)干擾地熱供暖”，熱源不是來(lái)自城區的集中供熱，而是來(lái)自小區地下2500米深處，通過(guò)換熱器將源源不斷的熱量以水為載體抽送上來(lái)，在供熱機房和小區供熱管網(wǎng)的水實(shí)現熱交換，送到小區住戶(hù)家中。除了住宅小區供熱，地熱供暖在辦公樓等公共場(chǎng)所也得到應用。立春后乍暖還寒，走進(jìn)太原市晉源區的國投大廈，立刻感受到陣陣暖意，國投大廈采用的是地熱供暖，不僅節能減排、環(huán)保低碳，經(jīng)濟上也十分劃算。

勘探技術(shù)的成熟，對我省地熱資源的利用起到了極大的推動(dòng)作用。“地熱項目的實(shí)施具有科研意義和引領(lǐng)意義，將為加快全省深層地熱資源大規模開(kāi)發(fā)、推動(dòng)能源革命綜合改革試點(diǎn)向縱深推進(jìn)，乃至為推動(dòng)全國增強型地熱供暖科技進(jìn)步起到示范效應。”寇雙平說(shuō)，“打好井，探尋地熱新寶藏，是我們地勘人的光榮與使命。”

本報記者沈佳 本報通訊員喬靜濤