¿Puede el magma caliente subterráneo convertirse en una nueva fuente de energía? Una discusión sobre el desarrollo humano y la utilización de rocas secas y calientes.
Desde entonces, varios materiales de la Tierra han cambiado con el tiempo y, en el proceso, se han formado diversos recursos como petróleo, minerales y gas natural que necesitamos ahora.
Estos recursos tardan mucho en formarse y no pueden regenerarse en poco tiempo. La civilización humana se desarrolla muy rápidamente. La velocidad de formación de diversos recursos no puede seguir el ritmo de la extracción y el consumo humanos. Si esto continúa, tarde o temprano se agotarán los recursos de la Tierra.
Este tipo de energía tradicional puede contaminar fácilmente el medio ambiente cuando se utiliza, y el tratamiento de los gases residuales es un problema muy difícil. Los científicos han comenzado a investigar y encontrar nuevas fuentes de energía más eficientes y limpias, como el hielo inflamable, que es uno de los ejemplos más exitosos. El hielo combustible es en realidad una mezcla de gas metano y agua, y el agua contiene una gran cantidad de metano en forma sólida con una red cristalina.
El hielo combustible se distribuye a menudo en el fondo de zonas oceánicas poco profundas o en sedimentos de aguas profundas. Los científicos especulan que este material está formado por gas natural y agua a alta temperatura y baja presión. El hielo combustible tiene las características de amplia distribución, gran cantidad y alta densidad de energía, y se considera la nueva energía alternativa más prometedora en la actualidad.
El mayor problema al que nos enfrentamos ahora es el método de extracción de hielo inflamable. Debido a que el hielo inflamable es extremadamente inestable a temperaturas y presiones normales, no se puede extraer directamente como los depósitos minerales. Hasta ahora, existen tres métodos de extracción: uno es la pirólisis, el otro es la reducción de presión y el tercero es la sustitución del dióxido de carbono.
Cabe mencionar que el tercer método filtrará una gran cantidad de metano, lo que provocará un efecto invernadero mucho más grave que el dióxido de carbono, suponiendo una amenaza muy grave para el medio ambiente global. Si todo el metano congelado en la Tierra se descongela, podría incluso causar la extinción de especies.
Mientras que la mayoría de los países todavía están resolviendo los problemas de la extracción y el transporte de hielo combustible, China completó la extracción de prueba de hielo combustible en 2065438 + mayo de 2007. Al mismo tiempo, China también está desarrollando otras nuevas fuentes de energía.
Ese mismo año, China perforó por primera vez en la cuenca de Gonghe en la provincia de Qinghai y encontró rocas secas calientes a alta temperatura a 236 grados Celsius, y descubrió una gran cantidad de recursos de rocas secas calientes disponibles aquí. . En el camino de la exploración y utilización de nuevas energías, China ha dado otro paso importante.
Entonces, ¿dónde están las rocas secas y calientes?
La roca seca caliente es en realidad un tipo de recurso geotérmico. La energía geotérmica proviene del calor irradiado desde el núcleo de la Tierra, que calienta el magma hasta alcanzar un calor hirviendo a medida que pasa a través del manto terrestre y luego hacia la corteza más externa. Al mismo tiempo, también es el "culpable" de las erupciones volcánicas y los terremotos.
Actualmente, los recursos geotérmicos sólo se pueden desarrollar en las partes poco profundas de la corteza terrestre, que requieren condiciones geológicas adecuadas, como donde se rompe la corteza terrestre o el borde de las placas tectónicas.
Si algún día se puede inventar la tecnología para desarrollar recursos geotérmicos profundos, nuestros problemas energéticos se resolverán naturalmente. Debido a que la energía geotérmica es simbiótica con la tierra, mientras la tierra todavía tenga vitalidad, la energía geotérmica seguirá fluyendo.
El ser humano viene aprovechando esta energía desde hace mucho tiempo. Al principio, para calentarse sólo utilizaban directamente fuentes de agua calentadas con energía geotérmica, como fuentes termales y agua caliente subterránea.
En los tiempos modernos, con ciencia y tecnología avanzadas, la energía geotérmica se utiliza principalmente en la agricultura, como en la construcción de invernaderos para cultivar, controlar la temperatura ambiental del agua y mejorar la eficiencia de la acuicultura.
No fue hasta la década de 1950 que la gente realmente se dio cuenta de la disponibilidad de los recursos geotérmicos y comenzó a desarrollarlos y utilizarlos aún más. Hoy en día, esta energía se utiliza principalmente para la generación de energía y las centrales geotérmicas suelen construirse en zonas ricas en recursos geotérmicos.
Ahora, varios países han hecho diferentes intentos para desarrollar y utilizar aún más la energía geotérmica. Algunos lugares pueden aprovechar al máximo los recursos geotérmicos aprovechando las ventajas geográficas, como Islandia, atravesada por el Medio Oriente. Cordillera Atlántica. Con solo escuchar el nombre podemos pensar que este es un país muy frío. En realidad, en Islandia no hace frío.
Islandia está situada entre dos placas geológicas y cuenta con abundante energía geotérmica bajo tierra. Casi toda la electricidad de Islandia proviene de estas energías geotérmicas. Con un clima y una ubicación geográfica tan favorables, Islandia se ha convertido en el país con la tasa de utilización de energía limpia más alta del mundo. Es precisamente gracias a estos ricos recursos geotérmicos que Islandia parece un mundo de hielo y nieve, pero hay fuentes termales por todas partes.
Los recursos geotérmicos se dividen en de tipo hidrotermal y de tipo roca seca caliente. Entre ellos, el tipo de roca seca caliente tiene muchos más recursos que el tipo hidrotermal.
Los países aún no han llegado a un consenso sobre la definición de rocas secas y calientes.
Sin embargo, solemos pensar en la roca seca caliente como una masa de roca caliente enterrada entre 3 y 10 kilómetros bajo tierra, con una temperatura superior a los 180 grados centígrados y un interior denso e impermeable. Al extraer roca seca y caliente, podemos crear artificialmente grietas en la masa rocosa y luego inyectar agua fría de las grietas. El agua fría se calienta en agua caliente y vapor y luego se extrae el calor.
Algunos investigadores dicen que los recursos geotérmicos se generan a partir del núcleo de la tierra, por lo que las rocas secas y calientes se pueden desarrollar en cualquier lugar siempre que la profundidad sea suficiente.
La roca seca caliente es eficiente, limpia y renovable. En el proceso de desarrollo de roca seca y caliente, no solo puede garantizar la seguridad sino también proteger el medio ambiente. También puede ahorrar energía y al mismo tiempo ser eficiente.
Además, la roca seca caliente también tiene las ventajas de una energía térmica continua, que no se ve afectada por el clima estacional, y de bajo costo. Ahora se ha convertido en una nueva fuente de energía que atrae la atención mundial.
El primer proyecto del mundo para utilizar recursos de roca seca y caliente fue lanzado por Estados Unidos en 1974. Durante este proyecto, Estados Unidos utilizó tecnología de fracturación hidráulica previamente utilizada para extraer gas de esquisto, produciendo roca seca caliente con una temperatura máxima de 192 grados centígrados.
En 2008, el Instituto Tecnológico de Massachusetts publicó un informe de investigación titulado "El futuro de los recursos geotérmicos", en el que proponía la idea de mejorar la tecnología de los sistemas geotérmicos y creía que esta tecnología podría utilizarse para extraer en seco calor. Y Estados Unidos espera hacer realidad el uso comercial de la tecnología de minería de roca seca y caliente en los próximos 10 a 15 años.
Cuando utilizamos la energía geotérmica por primera vez, la mayoría de nosotros utilizamos directamente recursos geotérmicos hidrotermales y no había muchos recursos hídricos cerca de rocas secas y calientes.
El método de trabajo del sistema geotérmico mejorado es expandir los espacios entre las formaciones inyectando agua fría para hacer que el agua subterránea circule mejor, luego absorber completamente la energía geotérmica con agua y finalmente recolectar agua caliente o vapor para extraer la energía térmica.
Este es actualmente el método de minería más popular, pero también tiene algunas desventajas, es decir, no podemos controlar con precisión la dirección y el alcance de la expansión de la grieta de la formación por el momento. En este tipo de proyectos, los errores pueden ser fatales. Además de no poder extraer energía térmica, puede haber consecuencias inesperadas.
Además, la expansión de las grietas de la formación va acompañada de un aumento del riesgo sísmico. Si no desarrollamos energía térmica y dejamos que esta zona se convierta en una "zona sísmica artificial", perderemos más de lo que ganamos.
En 1973, el Reino Unido también comenzó a estudiar el desarrollo de recursos de roca seca caliente. Debido a que se llevó a cabo en la zona volcánica de Ross Mannus, se le denominó proyecto Ross Mannus.
En 1977, el Reino Unido inició el segundo proyecto de roca seca caliente más grande de la historia. Sin embargo, esta vez el Reino Unido sólo detectó una profundidad de 2.600 metros y la temperatura medida fue de 100 grados centígrados.
En 2009, el proyecto también recibió el patrocinio de la Unión Europea. Actualmente, el Reino Unido también planea desarrollar y utilizar recursos geotérmicos ubicados a 4 kilómetros bajo tierra. Una vez terminada, la central eléctrica podría proporcionar una décima parte del consumo de electricidad del Reino Unido.
Desde 65438 hasta 0987, Francia, Alemania y Gran Bretaña cooperaron para realizar investigaciones experimentales sobre rocas secas y calientes. En el proceso, continuaron explorando la tecnología de extracción de roca seca y caliente, que ahora está madura. Desde 65438 hasta 0997, la Agencia Internacional de Energía formuló un "Plan de Acción de Roca Seca Caliente" de cuatro años de duración, al que, además de Estados Unidos, también se unieron Alemania y el Reino Unido, Australia, Japón y Suecia.
Entre ellos, Australia es el último país en iniciar la investigación de rocas secas y calientes. En 2003, Australia desarrolló un proyecto de roca seca caliente en Cooper Basin. Según el sitio web de la empresa australiana en aquel momento, las reservas de recursos geotérmicos bajo la cuenca equivalían a 50 mil millones de barriles de petróleo. Esta vez la profundidad de perforación en Australia alcanzó los 4.500 metros y la temperatura medida fue de 270 grados centígrados.
La central eléctrica de Sulz en Francia fue la primera en lograr una generación de energía estable a partir de rocas secas calientes. Fue un proyecto de investigación geotérmica en Alemania y Francia en 1987.
Después de más de 30 años de investigación y experimentación continua, finalmente se desarrolló la tecnología para convertir la energía de la roca seca caliente en energía eléctrica. Este es un gran avance en la investigación de la energía geotérmica. Por lo tanto, aunque el retorno de la inversión de esta central eléctrica no es alto, sigue gozando de una gran reputación en la comunidad científica internacional.
La investigación de China sobre rocas secas y calientes comenzó un poco antes que la de Australia, pero su desarrollo inicial no fue tan rápido como el de Australia.
65438-0993, China y Japón han cooperado durante dos años en el distrito de Fangshan, Beijing, centrándose en proyectos experimentales relacionados con la generación de energía con roca seca caliente. Desde entonces, nuestro equipo ha comenzado a comprender las tecnologías de extracción de diversas rocas secas y calientes y ha investigado de forma independiente cuestiones de desarrollo relacionadas.
En 2007, el Comité Profesional Geotérmico de la Asociación de Investigación Energética de China también cooperó con una empresa australiana durante dos años. Durante este período, expertos de los dos países llegaron a áreas que pueden ser ricas en recursos de rocas secas y calientes para investigar y analizar las muestras recolectadas.
Se descubrió que el área de distribución de recursos geotérmicos en la ciudad de Daqing ha alcanzado los 5.000 kilómetros cuadrados, lo que era 10.000 veces la energía de petróleo y gas de la ciudad en ese momento.
En 2012, el Plan Nacional de Investigación y Desarrollo de Alta Tecnología implementó cuatro temas para el proyecto de investigación de rocas secas y calientes y los distribuyó a cuatro universidades nacionales, entre las cuales la Universidad de Jilin es la unidad líder del proyecto.
Fue en 2014 que mi país obtuvo por primera vez roca seca caliente a alta temperatura y de alta calidad. En ese momento, los expertos estudiaron y analizaron diversos datos geológicos, complementados con diversas técnicas de estudio, y concluyeron que había una gran cantidad de recursos de roca caliente seca en la parte central y norte de la cuenca de Gonghe en la provincia de Qinghai.
La exploración del pozo de exploración en la cuenca de Gonghe comenzó en junio de 2013. Después de 10 meses de duro trabajo, se perforó por primera vez roca seca y caliente a 2.230 metros bajo tierra. La temperatura de la roca seca y caliente aquí es de sólo 153 grados centígrados. No fue hasta unos tres años más tarde que el equipo de investigación perforó roca seca caliente con una temperatura de 236 grados centígrados a 3.705 metros bajo tierra, batiendo el récord de temperatura más alta de roca seca caliente previamente investigada.
En la cuenca de Gonghe en Qinghai, la distribución de rocas secas calientes ha alcanzado los 230 kilómetros cuadrados. La energía de las rocas secas calientes entre 2,1 kilómetros y 6 kilómetros bajo tierra pesa casi 4.500 millones de toneladas cuando se convierten en carbón estándar. . Los expertos señalaron que este descubrimiento en la cuenca de Gonghe en Qinghai es la fuerza impulsora para el desarrollo a un nivel superior de la investigación de rocas secas y calientes en China.
En 2019, mi país descubrió una gran cantidad de recursos de roca seca caliente en Rizhao, Weihai y otros lugares de Shandong, equivalentes a más de 1,87 millones de toneladas de carbón estándar. Ese mismo año, científicos chinos viajaron a Francia e Italia para realizar intercambios académicos, inspeccionaron centrales eléctricas geotérmicas y absorbieron y aprendieron experiencia y tecnologías avanzadas en la generación de energía con rocas secas y calientes.
Actualmente, la investigación sobre rocas secas calientes en China todavía está en desarrollo. Creo que en el futuro podremos superar las dificultades técnicas, lograr la utilización eficiente de los recursos de roca seca y caliente y resolver los problemas energéticos en todo el país e incluso en el mundo.