
你是否想过,深埋地下数千米的炽热岩石,能成为取之不尽用之不竭的清洁能源?当全球为能源危机焦头烂额时,一位中国科学家已悄然打开地球深处的“能源宝库”——他发明的干热岩地热开发技术,让中国在这项未来能源竞赛中领先世界。他就是我国原位改性采矿理论奠基人、中国科学院院士、太原理工大学教授赵阳升。
一、他为地球装上“能源开采开关”
干热岩——这种埋藏在地下3-10公里、温度超过200℃的炽热岩体,储存的热量相当于全球石油天然气总能量的30倍。但如何安全高效开采,一直是世界级难题。赵阳升院士用三十年时间,研发出原位改性流体化采矿技术,实现了“点石成能”的奇迹。
这项突破为何震惊国际能源界?
✅ 开采革命:首次实现干热岩人工造储与可控开采,单井采热功率提高5倍
✅ 成本突破:将干热岩开采成本从每度电2元降至0.3元,具备商业开发价值
✅ 技术自主:全套装备与技术完全国产化,摆脱了对国外技术的依赖
“地球本身就是个巨大的热能宝库,我们要做的只是找到打开它的钥匙。”赵阳升院士的这把“钥匙”,可能改变全球能源格局。他主持建设的山西大同干热岩勘查开发试验基地,已实现稳定供热发电,标志着我国干热岩开发进入产业化新阶段。
二、三十年磨一剑:从“无人区”到“示范区”
1985年,当赵阳升将研究方向定为“岩体多场耦合理论”时,这在国内是绝对的“冷门领域”。当时国际学术界普遍认为,干热岩开发至少还需要50年技术积累。
他的科研之路是一部“拓荒史”:
• 第一个十年(1985-1995):建立岩体力学与多场耦合理论体系,出版该领域首部专著
• 第二个十年(1996-2005):研制出国际首套多场耦合试验系统,获国家技术发明二等奖
• 第三个十年(2006-2015):突破干热岩水力压裂造储技术,完成首个工程示范
• 最近五年(2016-至今):实现产业化关键技术突破,建设国家级示范基地
最艰难的攻关期,团队连续三年春节都在实验室度过。为获取第一手数据,年过半百的赵阳升多次深入千米井下。“科研就要到最需要的地方去,到最困难的一线去。”正是这种执着,让中国干热岩开发技术从跟跑到领跑。
三、攻克“三大世界难题”:让地球深处的热能为人所用
干热岩开发面临“如何造储、如何取热、如何持续”三大世界难题。赵阳升团队通过理论创新与技术突破,提供了完整的“中国方案”:
🔶 理论突破:创立“原位改性流体化采矿”理论,颠覆传统采矿思维
🔶 技术革新:发明定向水力压裂技术,实现地下热储层的精准构建
🔶 装备创新:研制耐高温高压井下装备,工作温度达350℃,压力超100兆帕
2019年,大同干热岩勘查项目取得突破性进展——成功钻获温度超过160℃的优质干热岩资源,单井可持续功率达5兆瓦。国际地热协会主席评价:“这是全球干热岩开发的重要里程碑,中国技术令人印象深刻。”
四、干热岩能源将如何改变我们的生活?
这项深藏地下的技术,正悄然改变能源利用方式:
🏠 清洁供暖:一个干热岩井可满足20万平方米建筑冬季供暖,零排放、零污染
⚡ 稳定发电:地热发电不受天气影响,可24小时提供基荷电力
🏭 工业用热:为化工、纺织等需热行业提供廉价热源,降低生产成本
🌱 农业应用:地热温室让北方冬季也能生产新鲜蔬菜,降低农产品价格
🏥 医疗康养:开发地热温泉,助力大健康产业发展
更重要的是,中国在干热岩领域已形成完整技术链——从理论、技术到装备、标准,赵阳升团队已获授权发明专利80余项,制定行业标准10项。
五、产业落地:从“试验田”到“能源基地”
赵阳升不仅是科学家,更是产学研结合的实践者:
• 示范基地:在山西大同建成我国首个干热岩勘查开发试验基地
• 产业联盟:联合30余家单位成立地热产业技术创新战略联盟
• 人才培养:培养的200余名研究生中,多数已成为能源领域骨干
“科研成果必须转化为生产力。”在赵阳升推动下,干热岩技术已在河北、陕西、青海等多个省份推广应用,预计到2030年,我国干热岩开发利用将带动万亿级产业规模。
六、未来布局:迎接“地热+”时代
面对“双碳”目标下的能源转型,赵阳升团队已开始新的征程:
• 增强型地热系统:研发下一代干热岩开发技术,将采热效率再提升50%
• 多能互补:探索“地热+太阳能+储能”的综合能源系统
• 深部勘探:向地下更深处进军,开发更高温度的地热资源
“干热岩开发不是目的,通过科技创新为人类提供清洁、可持续的能源才是根本。”年过六旬的赵阳升依然每周深入现场,带领团队向着地球深处更炽热的岩层进军。
【文末互动】
你知道地热能在你所在城市有应用吗?对开发干热岩有什么期待?
如果用地热能完全替代燃煤供暖,你觉得会对环境产生多大改善?
你认为未来哪种清洁能源会成为主导?为什么?
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