问题:在“双碳”目标与能源结构调整背景下,北方地区供暖需求稳定、工业用热强度较高,传统化石能源供热成本与减排压力并存。
地热作为稳定、可持续的清洁能源,近年来在居民供暖、中低温利用方面进展较快,但深部高温地热长期面临“资源难证实、工程难突破、规模难复制”的瓶颈,尤其在沉积盆地地区,业内普遍认为以中低温资源为主,高温地热发现与开发不确定性较大。
原因:东营黄河三角洲地区具备开展深部探测的地质条件和应用需求。
一方面,黄河流域下游产业集聚、供热场景多元,对稳定热源的需求强;另一方面,深部构造与潜山体发育、岩溶裂隙等储集空间可能为热流聚集与热水赋存提供“容器”。
此次探测通过约4000平方千米地质调查与“东高热1”井钻探,实现关键参数的实测验证:井深4002.17米,井底温度162℃,井口出水温度138℃,单井出水量每小时101.3立方米,显示深部存在可供开发的高温水热型系统,为“沉积盆地也能形成高温富集区”的认识提供了新的证据链。
影响:从能源供给看,该井在4000米深处发现天然高温“热水库”,按初步估算每年可释放热量67.9万吉焦,相当于约2.7万吨标准煤燃烧产生的热量,为城市供热与产业用热提供了新增清洁选项;若用于发电,日发电量约2.52万度,可支撑近万人的日常用电需求;若将高温蒸汽直接用于工业生产,每年可提供蒸汽约9.4万吨,替代标准煤约1.88万吨,减少二氧化碳排放约4.89万吨。
更重要的是,本次探测初步圈定近40平方千米高温地热田,估算储存总热量达1.4×10¹³兆焦,折合标准煤约4.78亿吨,显示资源潜力从“单井突破”走向“成区发现”,为后续规模化开发奠定资源基础。
对区域产业而言,高温地热的稳定性有利于形成“供暖—工业蒸汽—设施农业—绿色电力”联动格局,为零碳园区建设提供现实支撑,推动能源供给侧向清洁低碳转型。
对策:深部高温开发不仅是“找得到”,更要“抽得出、用得上、能持续”。
针对深部储层连通性差、易堵塞等共性难题,相关单位研发并应用高温酸化压裂技术,通过向深部热储层注入特定酸液并施加压力,溶解堵塞物、改善裂隙导流条件,提升储层有效空间与运移通道通畅度,从而显著提高单井产能。
同时,围绕高温工况下设备易失效问题,研发耐高温、大扬程地下深井水泵系统及配套监测装备,提升在高温热水环境中的长期运行稳定性与实时监测能力,为安全、高效、可持续利用提供装备保障。
理论层面,构建“沉积盆地潜山水热型”高温成热认识,为后续在相似地质条件地区的勘查部署提供更可复制的技术路径,减少盲目性、提高成功率。
前景:下一阶段,推动高温地热从科研突破迈向产业化落地,关键在于“资源家底更清、应用场景更实、商业模式更稳”。
一是持续加密勘查与评价,提升高温地热田边界、储量与补给条件等关键参数精度,为科学制定开采强度和回灌方案提供依据;二是以示范工程牵引应用扩面,探索政府引导、专业支撑、企业参与的协同机制,优先在集中供暖、工业园区蒸汽替代、设施农业与综合能源站等领域形成可推广样板;三是同步完善环境与安全约束,强化回灌与监测体系建设,统筹资源可持续、地面沉降风险防控与综合效益评估,推动形成可持续的开发利用闭环。
随着关键技术迭代与示范项目成熟,高温地热有望成为北方地区清洁供热与工业减排的重要增量,为黄河流域绿色发展提供更坚实的能源支撑。
这一发现充分体现了科学勘探、技术创新对能源开发的重要推动作用。
从打破固有认识的理论突破,到攻克深部开采难题的技术创新,再到具有重大应用前景的资源发现,山东深部高温地热资源的成功探测为我国清洁能源发展提供了新的范例。
随着进一步的勘查评价和示范应用的推进,这个"地下热能宝库"必将为区域经济发展和能源结构优化做出重要贡献,也将激励更多地区深化地热资源勘探,共同推进我国能源革命向纵深发展。