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探索地热资源利用 保障国家能源安全——美国能源部地热技术办公室一览
   来源:情报室    日期:2018年2月23日
        2018123召开的2018年全国地质调查工作会议指出,中国地质调查局2018年的重点工作任务之一是精心实施陆域清洁低碳能源五大地质科技攻坚战。地学文献中心“地学情报综合研究与产品研发”二级项目围绕局重大需求,将对国外主要机构在地热相关领域的部署实施进行较为系统的归纳总结。本文重点介绍美国能源部地热技术办公室的地热工作进展。
    

地热能可以全天24小时提供清洁、可再生的能源,几乎不排放温室气体,且开发对环境的影响很小。该类清洁低碳能源不仅能用于供热和制冷,还能用于发电。


    

美国能源部地热技术办公室作为美国地热研发相关联邦投入的主要管理者,致力于与工业界、学术界和美国能源部国家实验室合作开展研究、开发和示范工作,建立创新型且具成本竞争力的技术和装备,促进美国地热产业的发展。该办公室近年获得的联邦预算逐年增加,从2014财年的约4500万美元增长至2017财年的近1亿美元(图1)。重点关注的领域包括:水热型地热资源;增强型地热系统;低温和伴生型地热资源;系统分析。具体工作目标包括:促进传统水热型地热资源的增长;促进增强型地热系统的商业化;克服部署上遇到的技术问题;获取其他经济附加值;通过合作应对地下能源挑战。


    


    

 美国能源部地热技术办公室重点关注领域的联邦财年预算变化(单位:万美元)


    

促进传统水热型地热资源的增长方面,重点探索了针对具高温、足够渗透率和足够水流量的水热型地热资源的有利赋存区综合分析,以及比地热热泵和其他传统的直接利用系统埋藏更深、规模更大、效率更高的深部地热能直接利用。


    

促进增强型地热系统的商业化方面,重点实施了增强型地热系统合作实验室项目(EGS Collab)和地热能前沿观测研究计划(FORGE),分别开展实验室规模的科学理论研究以及场地规模的技术装备研发示范。


    

克服部署上遇到的技术问题方面,重点开展了适用于极高温地质条件的定向钻井系统、多分支井钻完井技术和固井所用水泥的研发,以及能更快、更准确地进行人工建造裂隙网络地下成像的“E4D-RT”工具。


    

获取其他经济附加值方面,重点研究了地热卤水中稀土、锂、锰等重要物质的回收,多种清洁能源综合利用发电,以及油田伴生型地热对油田废水的脱盐处理。


    

通过合作应对地下能源挑战方面重点实施了地下技术和工程研发交叉合作团队(SubTER)研究计划,联合美国能源部有关办公室与私营企业、美国能源部国家实验室和学术界共同推进地下技术和工程的研究、开发和示范。


    

综上所述,美国在地热能勘查开发领域的联邦投入,在推进传统水热型地热资源的有利区优选和高效、规模化利用的同时,重点开展增强型地热系统在实验室规模和场地规模的科学理论研究和技术装备研发示范,以期通过提高地热资源勘查开发的经济和技术可行性,吸引私营企业的投入,为满足美国的能源需求提供丰富且可再生的能源来源。


    

(情报室 张炜 姜重昕)

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