新奥建成国内领先水平的深层地热实验室

先进工艺、装置和应用材料创新的一小步，代表着清洁能源开发领域的一大步。新奥科研团队站在全球深层地热研究的最前沿，只争朝夕，攻坚克难，锲而不舍，引领突破，实现了技术上的高起点、快切入以及行业内的弯道超车乃至开始领跑。

11月15日，在位于河北廊坊开发区新奥科技园的新奥深层地热实验室，研发人员正在加班加点进行实验测试。一个类似喷枪的装置在水下发射出强光烈焰，迅速将一块约5厘米厚的花岗岩石板洞穿，全程用时不到2分钟。

先进技术钻井主任工程师高锐博士告诉记者，该装置是新奥自主研发的50kW水蒸汽等离子炬样机。该装置借助等离子态高温能量，可以在深层地热探采过程中实现高效破硬岩钻井，目前国内还没有能够稳定运行的同类装置。新奥水蒸汽等离子炬在运行稳定性、功率范围、电极寿命等方面都处于国内领先水平。

等离子态是区别于固、液和气三态的物质第四态，在高温气体发生电离的情况下，能使物质具有良好的导电导热性能，可广泛应用于工农业、能源、环保、军事、医学、宇航等方面，技术价值重大。在实验室记者看到，新奥已成功开发了四种不同功能特点的等离子炬，目前正在开展机理研究、高温钻井、井下综合作业和危废处理等领域的应用探索。实验室设有多场景测试平台，可以开展地上和水下破岩实验测试，同时运用数字模拟技术，验证分析实验结果。

在实验室有一台约有3人高的巨型装置。研发人员告诉记者：这是研究压裂建库不可或缺的高温真三轴岩石压裂实验平台，它能真实模拟地下岩石所处的高温高压环境，可以从三个方向维度对岩石试样加载应力，通过水力压裂、热冲击等工程手段，研究深部地层岩石复杂的压裂破坏机制。该装置可以进行大尺度岩样在高温400℃，三轴加载应力100MPa条件下的压裂实验，目前处于国内领先水平。

在实验室工具架上，记者看到一堆堆或黄或白、或粗或细的颗粒状材料，研发人员介绍，这些材料具有耐高温、耐高压等优异性能，可作为一种新型的暂堵剂应用于深层地热的压裂建库技术中。新奥已经开发出能抗高温(200℃～300℃)的三种压裂暂堵剂材料。目前全球只有美国AltaRock公司能够生产同类暂堵剂。

钻井高级工程师周伟博士为记者讲解展示了增强型地热系统(简称EGS)。该系统是开发利用中深层地热资源的充要条件，是通过钻井、压裂等技术手段，在地下干热岩层(3km～10km深)构建高效稳定的网状换热通道，将埋藏较深的高品位热能(150℃～450℃)，直接或间接输送到地面加以利用。EGS系统比传统的水热型系统优势明显：安全环保，不会破坏地下水资源，无地域限制，取热量大，稳定运行周期长。

据悉，新奥目前已组建了40余人的深层地热专业研发团队，由海外高层次专家陈培培博士领衔开展科研攻关，在实地调研汲取全球行业经验的基础上，构建了贯通“勘探-钻井-压裂建库-生产运行-地面工程”的全流程技术路线，建成了行业领先水平的能量钻井实验室、真三轴岩石压裂实验室，获批在建“河北省深层地热技术创新中心”，通过实验探索已形成20余项核心专利成果。计划在两年内完成小型EGS示范选址及可研，5年内实现完善的商业化技术体系，10年内实现示范商业化运行及先进钻井技术工程化应用。目前团队仍在快速壮大。他们只争朝夕，锲而不舍，攻坚克难，实现了技术上的高起点、快切入，如今站在全球深层地热研究的最前沿，正在实现行业内的弯道超车乃至局部领跑。

新奥能源研究院院长陈培培博士表示，技术创新是破解能源可持续发展的唯一途径。技术创新永无止境，能源开发亦无止境。为了彻底摆脱化石能源依赖与污染，新奥近年启动了无碳能源技术布局与探索。除了“入地取能”探索深层地热技术外，还“向天借能”，探索安全无辐射的紧凑型聚变技术，自主设计并建成了中国首座中等规模球形托卡马克聚变实验装置—新奥“玄龙-50”并投入实验运行，在热电材料开发和制备等方面也取得了显著成果。新的时代，为清洁能源企业带来了新的机遇、挑战和责任。新奥科研团队将不忘初心，砥砺前行，争做新时期技术创新领域的承担者、奋斗者、贡献者，为我国清洁能源创新事业做出新的更大贡献。

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地热能是来自地球深处的可再生清洁能源，储量巨大，分布广泛，不受季节、气候制约。在社会能源消费结构中，地热利用每提高1个百分点，相当于替代标准煤3750万吨，碳减排9400万吨。但囿于技术能力，目前全世界只能开发少量浅层地热，大量的中深层地热开发仍停留在试验和示范阶段。中国地热资源丰富，开发潜力巨大，在当前能源危机与环境污染大背景下，急需突破关键技术瓶颈，助推我国地热能开发进程。