增强型地热系统的概念及提出

 最近，国际上对开发增强型地热系统（Enha-nced Geothermal Systems，简称 EGS）的呼声日益高涨，不仅投入巨资开展研究，美、德、法、澳、日、瑞等国还建设了一批试验性 E G S 系统。

 

  2009 年 10 月 29 日美国能源部宣布，将提供高达3.38 亿美元的奖励资金，用于探索开发新的地热领域，研究先进的地热技术。其中增强地热系统的示范项目，高达 5140 万美元: 已选定的 3 个项目集中在增强地热系统的勘查，钻探和开发，以验证深层热岩发电的创新技术、方法; 增强地热系统的组件研究、开发和分析，高达 8150 万美元: 已选定45 个项目，着重研究和开发深层热岩钻探的新技术，刺激增强地热系统的储备，进行热电转换。

 

  E G S 热能蕴藏量巨大、利用效率高、系统稳定，是对人类十分友好的洁净新能源。E G S 研究开发是一项综合性很强的工作，我国具备这方面的条件和基础，但是相关部门还没有认识到 E G S重要性，我国 EGS 的开发研究工作基本处于空白。

 

  增强型地热系统是在干热岩技术基础上提出来的，是地热能蕴藏在地球内部、深度在 3～10 km、温度达 150～650℃的结晶质岩石热，是天然热能的一种。

 

  干热岩地热能，最早出自于 20 世纪 70 年代美国科学家提出的利用地下深层结晶质岩层中地热能发电的建议，当时取名“热干岩体”。继美国之后，英国、法国、德国、日本、瑞士、瑞典、澳大利亚等国也纷纷开展同类型的现场试验，但名称不一。美国最早称“热干岩体”，当时估计深层结晶质岩体中没有流体存在。后来日本的钻探发现，深层岩体中有发育有较好的天然裂缝体系，并存在有地热水，因而又称作“热湿岩体”。在澳大利亚的试验中，地下岩体要经过人工压裂处理，使其生成裂缝体系，因而叫做“热裂岩体”。此外，瑞士称作“深层地热开采”，国际能源机构 1978 年发起的研究项目称“人造地热能体系利用”。美国在热干岩体实验项目后，对新开发的这种项目统称“增强地热系统”，其中包含对现有常规地热系统采取工程措施，增强其产能或延长其使用寿命的内容。总之，同类技术由于研究与使用的着眼点不同，衍生出不同的名称。

 

  增强型地热系统，美国能源部的定义是采用人工形成地热储层的方法，从地下 3～10 km 低渗透性岩体中经济地采出相当数量深层热能的人工地热系统，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面，形成一个闭式回路。这个概念本身是一个简单的推断，是模仿天然发生的热水型地热循环系统，即现在商业生产电能和直接利用热能所采用的系统。