增強型地熱系統(tǒng)已有30多年的研究歷史，但以往只局限在美國、英國、法國、德國、瑞士、日本、澳大利亞等國家。

 

  美國是最早對干熱巖的工程開發(fā)進行研究的國家，在新墨西哥州中北部的芬頓山成立了干熱巖研究中心。美國政府于1973年資助針對干熱巖開發(fā)的EGS試驗研究，1977年獲得了成功，最深鉆孔達4500m，巖體溫度為330℃，熱交換系統(tǒng)深度為3600m。1984年建成了世界上第一座高溫巖體地熱發(fā)電站，發(fā)電功率由最初的3MW提高至10MW，地熱流值達250mW/m2。

 

  從1980年開始，日本政府資助了一項研究干熱巖發(fā)電技術可行性的項目。在山形縣實施了4個鉆孔，深度在2000—2200m，巖體溫度為250℃，并進行了多次短期的水壓測試。1988年，日本政府和幾個私人機構還在巖手縣資助了一項研究水－巖體間熱交換項目。

 

  1977—1986年，歐共體資助德國在巴伐利亞東北部的Falkenberg開展了一項EGS研究：在較淺的深度下，研究巖石的自身裂隙、水壓產(chǎn)生裂隙的形成機制以及水在這些裂隙中的運移機制[7]。

 

  國際能源署（IEA）領導并實施了一系列有關地熱利用的國際合作項目。在眾多的地熱利用國際合作項目中，與干熱巖較緊密聯(lián)系是“地熱執(zhí)行協(xié)議”（GIA）中一個為期4年（1997—2001）的重大計劃———“干熱巖行動計劃”（HotDryRockTask），該計劃由日本的新能源和工業(yè)技術發(fā)展組織（NEDO）擔任總執(zhí)行機構，參與該計劃的國家有澳大利亞、德國、日本、瑞士、英國、美國以及歐共體。

  澳大利亞在2003年在庫珀（Cooper）盆地開展了一個有關EGS的項目，勘查結(jié)果顯示該盆地的熱能儲量高達500億桶油當量（據(jù)澳大利亞Metasource公司網(wǎng)站），在4500m的深處干熱巖的溫度高達270℃[8]。Geodynamics有限公司在2003年9月完成了第一口注水井，而且通過注水在花崗巖巖體上壓裂并形成了一系列永久的連通裂隙。

 

  2008年初，美國麻省理工學院歷時3年完成了一份研究報告———《地熱能的未來》，其副標題是“21世紀增強型地熱系統(tǒng)（干熱巖）對美國的影響”。研究報告指出，增強型地熱系統(tǒng)，或稱工程型地熱系統(tǒng)（即以前所稱的干熱巖），開發(fā)應用潛力巨大，不受地域限制，對環(huán)境影響最小，預示美國干熱巖開發(fā)技術的商業(yè)化運行可望在10—15年內(nèi)實現(xiàn)。

 

  中國高溫巖體地熱開發(fā)研究起步較晚，僅少數(shù)科研單位做了理論探討并參與了干熱巖或EGS國際合作。1993—1995年，中國國家地震局地殼應力研究所和日本中央電力研究所開展合作，在北京房山區(qū)進行了干熱巖發(fā)電的研究試驗工作[9]。2000年，趙陽升教授領導的研究團隊開始了高溫巖體地熱開發(fā)的有關問題研究，并對相關技術做了較系統(tǒng)的介紹。

 

  2007年中國能源研究會地熱專業(yè)委員會與澳大利亞Petratherm公司簽訂了2年的合作協(xié)議，開展了“中國工程型地熱系統(tǒng)資源潛力的研究”國際交流項目，中澳專家已聯(lián)合在一些可望有潛力的選定地區(qū)開展了初步調(diào)查，采集了一些試驗樣品，并進行了一系列分析測試、模型研究等工作[10]。

 

  2009年6月29日大慶市組織召開全市新能源利用座談會，認為大慶市的地熱資源非常豐富，分布面積達5000km2，地下4000—5000m深的干熱巖所蘊藏的地熱能源相當于全市油氣能量的1萬倍，開發(fā)潛力巨大[11]。2009年11月底—12月初，中國能源研究會地熱專業(yè)委員會和中國地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院組團，對澳大利亞“地球動力”公司在南澳大利亞Cooper盆地的干熱巖開發(fā)利用現(xiàn)場進行了實地考察。2010年，福建省天華能源科技有限公司開展了福建省泉州市晉江地域增強型地熱利用系統(tǒng)工程及地震監(jiān)測試驗研究項目。

 

  中國幅員遼闊，地熱資源豐富，中國地熱資源潛力為11×l06EJ/a，占全球的7.9%[12]。中國有極豐富的深層地熱資源。根據(jù)板塊構造理論，中國西南部受印度洋板塊的擠壓作用，東南部受菲律賓板塊的擠壓作用，東部受太平洋板塊的擠壓和俯沖作用，地質(zhì)體活動強烈，發(fā)生頻繁的火山噴發(fā)和地震。這些地區(qū)有很高的地熱梯度，典型代表如西藏羊八井地區(qū)、云南騰沖地區(qū)、海南瓊北地區(qū)、臺灣及東南沿海地區(qū)、長白山地區(qū)等地，都具有極豐富的高溫巖體地熱資源和很優(yōu)越的開發(fā)條件。

 

  自1972年美國人Smith等將干熱巖的開發(fā)利用研究從概念模式轉(zhuǎn)入實驗階段以來，這種發(fā)電技術引起了世界各國的廣泛關注，通過國際合作和各國不斷努力，美國、日本、英國、法國、德國等國家在過去20年間相繼進行了有關方面的實驗，試驗電廠的發(fā)電量也逐漸由3MW增大到11MW，逐漸接近商業(yè)開發(fā)的規(guī)模。

 

  在干熱巖領域，中國前期投入較小，主要資助開展學術交流、探索研究，并未形成國家層面的干熱巖技術研發(fā)基地和裝備條件。中國以往的地熱開采一般在1000m以內(nèi)，以淺層地熱開發(fā)為主。淺層地熱的大量開采在一些地區(qū)造成了地下水位大幅度下降、地面沉降等后果，同時淺層地熱的溫度、水量等難以滿足高附加值的相關領域，諸如發(fā)電、工業(yè)加工、農(nóng)副業(yè)加工等的需要。這使得對EGS的研究及工程應用成為今后中國地熱資源開發(fā)的主導方向。

 

  2012年國家高技術研究發(fā)展計劃（863計劃）啟動了“干熱巖熱能開發(fā)與綜合利用關鍵技術研究”項目。下設4個課題，吉林大學、中國科學院廣州能源研究所、清華大學和天津大學各承擔一個課題，吉林大學為項目的牽頭單位。大慶油田，中國科學院地質(zhì)和地球物理研究所，中國科學院武漢巖土力學研究所和中國地質(zhì)科學院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所等參加這一研究項目。這一項目為開展EGS的技術研究提供了一個很好的機會，可為將來的工程應用提供技術支撐。