地热能在应用过程中遇到的问题及解决措施
摘要：地热资源是蕴涵比较丰富的一种无污染的清洁能源，随着石油、煤炭等传统能源逐渐枯竭，地热资源将成为未来能源的一个重要组成部分。目前国际上有一百多个国家在开发利用地热资源，并以12%的速度递增，能源专家普遍预计到2100年地热利用将在世界能源总值中占30%—80%。
关键词:地热资源，能源，枯竭，开发利用
Abstract: Geothermal resources are contain relatively rich a pollution-free, as oil, coal and other traditional energy gradually exhausted, geothermal resources will become future energy important constituent. The international has more than 100 countries in exploiting and utilizing geothermal resources, and to 12% of incremental pace, energy experts generally expected by 2100 geothermal use will in the world energy 30% - 80% of GDP.
Key words : Geothermal resources, energy and dry, the development and utilization
人类很早以前就开始利用地热能，例如利用温泉沐浴、医疗，利用地下热水取暖、建造农作物温室、水产养殖及烘干谷物等。但真正认识地热资源并进行较大规模的开发利用却是始于20世纪中叶。地热能的利用可分为地热发电和直接利用两大类。
（一）直接应用的问题及措施：
1.地热能所在地区离居民点远近的经济影响及措施
近年来，国外对地热能的非电力利用，也就是直接利用，十分重视。因为进行地热发电，热效率低，温度要求高。所谓热效率低。就是说，由于地热类型的不同，所采用的汽轮机类型的不同，热效率一般只有6.4～18．6％，大部分的热量白白地消耗掉。所谓温度要求高，就是说，利用地热能发电，对地下热水或蒸汽的温度要求，一般都要在150℃以上；否则，将严重地影响其经济性。而地热能的直接利用，不但能量的损耗要小得多，并且对地下热水的温度要求也低得多，从 15～180℃这样宽的温度范围均可利用。在全部地热资源中，这类中、低温地热资源是十分丰富的，远比高温地热资源大得多。但是，地热能的直接利用也有其局限性，由于受载热介质—热水输送距离的制约，一般来说，热源不宜离用热的城镇或居民点过远；不然，投资多，损耗大，经济性差，是划不来的。
2.地热能所在区的地质条件等限制及措施
地热能是来自地球深处的可再生热能，它主要集中在构造板块边缘一带，这一区域也是火山多发区。受区域地质条件限制，并不是任何地方都有可供利用的地热资源。地热资源地域分布具有局限性，地热能最大特点之一就是其分布具有地区性，这一特性往往制约其开发的进程。地热资源勘探风险投资大。通过目前我国高温地热钻井的揭示，高温热储与地质构造密切相关。一定程度反映出了高温地热的勘探风险是制约其深人开发的另一主要因素。包括地热资源勘探技术、评价技术、开采技术、回灌技术、发电技术以及热利用(含热泵)技术等等。
3. 地热产生的水和蒸汽等的化学成分对人和生产的影响及措施
地热流体的农业应用包括大田(田野)农业与温室采暖。热水可以用于大田农业灌溉和/或土壤加热。用于灌溉的最大障碍是，温水使土壤温度得到的任何相应变化，都需要大量的水，
其温度应低得足以防止对作物造成伤害，这样就会在田地里形成涝害。这个问题的一个可能解决办法，是采用连接到土壤加热地下管道装置的地下灌溉系统。土壤用地下管道加热时，如果没有灌溉系统，会使土壤的导热系数降低，因为管道周围的湿度下降(变干)而发生热绝缘现象。最佳解决办法看来是把加热与灌溉相结合。用于灌溉时，地热水的化学成分必须谨慎监控，以避免对作物造成相反的影响。另外，地热的热水中可能会溶有重金属等有害物质，蒸气中可能会带有毒性的气体。所以必须在使用前对其进行水质监测和蒸汽监测。以防不必要的伤害。
4.家庭中地热系统预热时间过长及解决措施
当然，任何一样东西都有两面性，地热虽然有很多优点，但缺点也是有的。采用地热供暖，地面一般要抬高10cm左右（含地面层）。如果家里的房子层高不是很高，那么装了地热后，感觉就更压抑了。地热的预热时间相对其他供暖方式较长，约需要2-3小时才能让房间热起来，所以家中若是没有保姆或老年人，白天把地热关掉后，晚上回家热起来的时间会很长，人们会感觉不舒服。所以建议采用远程智能控制提前开启地热，这样一回到家即可感觉到温暖。
5.家庭地热系统对地面材料的影响及解决措施
有人担心使用地热后实木地板会变形，确实如此，如果装实木地板，最好留缝大一些，这样就有了热胀冷缩的空间。当然最好是采用水泥地面、地砖地面、大理石地面、地热专用地板、地毯等做地面材料
6. 家装地热系统的花费不菲的影响及节约能耗的措施
使用地热系统究竟要花费多少钱？是每一个用户关心的问题。安装一套地热系统，算上锅炉、水地热专用管、电脑控制系统等的费用，一般一套120平方米的房子，需要花费两三万元。其中还不包括能源消耗费用在长江中下游地区，由于建筑住宅一般为非节能住宅，故地热安装功率为每平方米120～140瓦。如果每个供暖季节按照60天计算，每天保持24小时不间断供暖，系统统计工作时间为6～10小时（温控器设定温度后系统会随温
度的变化自动接通或断开），因此，每平方米一个供暖季节使用天然气为5.6～8.3m3之间，如果每立方天然气价格2.4元人民币，则每平方米每个供暖季的费用为13.5～20元
之间。如果以100平方米计算，费用为1350-2000元左右。其实一般人家里不是每个房间都会开地热，有些人家里基本只有客厅和主卧才开地热，那么费用又可以节省很多。初步估计比空调供暖用电的费用优惠25%左右。
目前，采用集中供暖系统的建筑基本上都是新竣工的，而有一些用户搬进新居以
后的第一个冬季却感觉费用较高，不像安装公司所介绍的那样节省费用。那么，这究竟是什么原因呢？
地热系统竣工建筑的地面、墙体、顶棚，由于建筑材料和工艺的原因都会比较
潮湿，这样，相当一部分能量被用来干燥房间而不是用来维持温度，费用相对于干燥的房间较高。
在一些商品房小区，往往第一年的入住率不高，而地热系统的主要特点是分户
供热，没有入住的房间就没有取暖。如果一个住户的上下左右都没有入住，所有的内墙都接近于外墙的散热量，这就超出了系统正常设计的范围，这一户的费用就会异常增高。一般来说，第二年的费用会随着房间的干燥及入住率的提高而明显下降，降幅为25%～30%，因此，地热使用知识的普及以及售后服务非常重要。
如果你还想让家里的地热供暖更节能，那么也是有方法的。地热系统安装后要
合理使用，选择适宜的温度、适宜的供暖时间对于节省费用是非常重要的。比如，人体最
舒适的温度一般在20摄氏度左右，一些人却习惯更高一些，而温度每提高一度，就要增
加耗能5%，室内系统温度过高很容易使人患感冒，因此，选择合适的温度也需要观念的更新。其实地热温度不宜过高，在春秋季节水温一般在35℃-40℃可达到供暖要求；而在冬
季三九寒天里，水温一般在50℃-55℃即可达到供暖要求。根据需要随时调整供暖系统设置，可以有效节省费用。地面供暖可以分层、分室，无人居住室可以通过分水器控制阀进行调节，用户可以根据自己的需要非常方便的设置供暖系统，从而达到节能效果。根据需要随时调整供暖系统设置，可以有效节省费用。地面供暖可以分层、分室，无人居住室可以通过分水器控制阀进行调节，用户可以根据自己的需要非常方便的设置供暖系统，从而达到节能效果。根据需要随时调整供暖系统设置，可以有效节省费用。地面供暖可以分层、分室，无人居住室可以通过分水器控制阀进行调节，用户可以根据自己的需要非常方便的设置供暖系统，从而达到节能效果。
地热系统还可以提供一种智能温控器。可以根据用户的生活规律进行编程，自
动进行过程控制，而这一切都会有效地节约能源。
7.早期供暖方式的能源浪费问题及改进措施
期的地热供暖多采用直供直排方式，地热水直接进入暖气管道，产生腐蚀作用。供暖后的地热尾水一般在40度以上，除部分用于生活热水外，绝大部分排入下水道，造成了很大的资源浪费。目前在地热供暖系统中，多采用换热器、热泵和先进的末端散热器。地热水通过换热器与暖气循环水间接相隔换热，不进入暖气管道；利用热泵回收地热尾水中的余热，增大地热利用温差；使用先进的末端散热器提高供暖效率。这种多级间供方式，既减少了地热水的开采量，又提高了地热能的利用率，收到了良好的效果。二是采用对井（抽、灌井）供暖方式。我国早期开发的中低温地热田由于大量开采而没有采取回灌措施，开发数年后，地下水位迅速下降，不利于持续开发利用。采用对井供暖方式就是通过一定手段将供暖后的地热尾水回灌到地下储层，保持储层压力。对井供热方式几乎不消耗地热水，选择适当的抽、灌井间距，并对回灌温度进行合理控制（如大于25度），也不会出现地热水温度下降的问题。从北京、天津近年来多个对井供暖系统的运行情况看，即便抽、灌间隔很近，也未出现地热温度下降。三是统筹规划，整体开发。在我国地热资源开发利用较早的地区，近年来相继制定了地热供暖规划，统筹规划，整体开发。地热供暖虽具有清洁、低耗、直接运行费少的优，但也存在初期投资大的不利因素，这是阻碍地热供暖发展的重要原因。
(二) 电力应用的问题及措施
目前，人类利用地热发电已达43756 GW - h/a,地热的直接利用36910 GW·h/a。但据估计人类利用地热发电的潜力可达12000T W·h/a。不少中低温地热分布在一些内陆盆地沉积层。目前，利用中低温地热资源进行发电还存在一定困难，但对地热资源进行直接开发利用却有广阔的前景。同时，采用热泵会大大地拓宽地热的应用领域，使地热资源的开发利用量得到极大的提升。在羊八井附近，先后又兴建了装机容量为2000 kW 的朗久地热电站和装机容量为1000 kW的那曲地热电站。在拉萨电网中占有举足轻重的地位。羊八井地热储层分为浅层和深层两部分，目前可开发利用的只是地热田中补给能力有限的浅层资源。深部钻探资料表明，热田深部高温地热水具有不结垢、热焓值高、产量稳定等显著特点，有很高的开发价值。西藏阿里地区的良九热田，现装有2台1MW 发电机组，其热力系统为一级扩容系统。1993年引进PRMAT机组在西藏那曲热田建成一座1MW的双工质地热电站。中国能源研究会地热专业委员会1999年研究资料表明，在喜马拉雅地热带共有高温地热系统255 处，总发电潜力约5800MW/30a。西藏目前仍有无电县22个，其中大部分地区有高温地热资源。高温地热发电成本较低，约为0.2-0.3元/KWh，具有较强的商业竞争力。
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中国地热能行业现状分析与发展前景研究 报告（2015年版） 报告编号：15A2A15 行业市场研究属于企业战略研究范畴，作为当前应用最为广泛的咨询服务，其研究成果以报告形式呈现，通常包含以下内容：
一份专业的行业研究报告，注重指导企业或投资者了解该行业整体发展态势及经济运行状况，旨在为企业或投资者提供方向性的思路和参考。 一份有价值的行业研究报告，可以完成对行业系统、完整的调研分析工作，使决策者在阅读完行业研究报告后，能够清楚地了解该行业市场现状和发展前景趋势，确保了决策方向的正确性和科学性。 中国产业调研网基于多年来对客户需求的深入了解，全面系统地研究了该行业市场现状及发展前景，注重信息的时效性，从而更好地把握市场变化和行业发展趋势。
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国内外地热能开发及利用现状介绍 中国能源网研究中心王鸿雁张葵叶 地热资源是在当前技术经济条件和地质条件下，能够从地壳内科学、合理地开发出来的岩石热能量、地热流体热能量及其伴生的有用组分。地热资源既属于矿产资源，也是可再生能源。目前可利用的地热资源主要包括：天然出露的温泉、通过热泵技术开采利用的浅层地温能、通过人工钻井直接开采利用的地热流体以及干热岩体中的地热资源。在全球各国积极应对气候变化，努力减少温室气体排放的背景下，近年来，全球地热能开发及利用取得较快发展，也越来越引起我国政府及企业的重视。 一、全球地热资源分布及利用 （一）全球地热资源分布 全球地热储量十分巨大，理论上可供全人类使用上百亿年。据估计，即便只计算地球表层10km厚这样薄薄的一层，全球地热储量也有约1.45×1026J，相当于4.948×1015吨标准煤，是地球全部煤炭、石油、天然气资源量的几百倍。[1]世界上已知的地热资源比较集中地分布在三个主要地带：一是环太平洋沿岸的地热带；二是从大西洋中脊向东横跨地中海、中东到我国滇、藏地热带；三是非洲大裂谷和红海大裂谷的地热带。这些地带都是地壳活动的异常区，多火山、地震，为高温地热资源比较集中的地区。[2]图1所示为全球地热资源集中分布带：
图1 全球地热资源集中分布带 来源：鹿清华, 张晓熙, 何祚云. 国内外地热发展现状及趋势分析[J]. 石油石化节能与减 排, 2012, 2(1): 39-42 （二）全球地热资源利用 地热资源按赋存形式可分热水型、地压地热能、干热岩地热能和岩浆热能四种类型；根据地热水的温度，又可分为高温型(>l50℃)、中温型(90～150℃)和低温型(<90℃)三大类。地热能的开发利用可分为发电和非发电两个方面，高温地热资源主要用于地热发电，中、低温地热资源主要是直接利用，多用于采暖、干燥、工业、农林牧副渔业、医疗、旅游及人民的日常生活等方面。此外，对于25℃以下的浅层地温，可利用地源热泵进行供暖、制冷。 根据2010世界地热大会的最新数据，2010年，全球有24个国家开发了地热发电项目，总装机容量10715MWe，年发电利用总量为67246GWh，平均利用系数为0.72；有78个国家开展了地热直接利用活动，总设备容量为50583MWt，年利用热能121696GWh，平均利用系数0.27。 表1 地热发电排名前10的国家 国家装机容量 （MWe）运行能量 (MWe) 总生产能量 (GWh/y) 运行率 (%) 运行机组 (套) 美国3093 2024 16603 0.94 209 菲律宾1904 1774 10311 0.66 56 印尼1197 1197 9600 0.92 22 墨西哥958 958 7047 0.84 37 意大利843 843 5520 0.75 33 新西兰628 628 4055 0.74 43 冰岛575 575 4597 0.91 25 日本536 422 3064 0.83 20 萨尔瓦多204 192 1422 0.85 7 肯尼亚167 167 1131 0.78 6 表2 地热直接利用排名前10的国家国家总生产能量GWh/y 主要利用方式 中国20932 直接供热、地源热泵、洗浴 美国15710 地源热泵 瑞典12585 地源热泵 土耳其10247 直接供热 日本7139 洗浴 挪威7001 地源热泵
关于中国地热资源及开发利用 一、我国地热资源概述 地热是指地球内部所蕴藏的热能，它来源于地球的熔融岩浆和放射性元素衰变时发出的热量。地热资源是在当前技术经济条件和地质条件下，能够从地壳内科学、合理地开发出来的岩石热能量、地热流体热能量及其伴生的有用组分，它与太阳能、风能、生物能、海洋能等统称为新能源，将太阳能、风能、潮汐能与地热能加以比较，地热能是新能源中最为现实的能源。地热资源按赋存形式可分4种类型：一是热水型，即地球浅处(地下100～4500m)所见到的热水或水蒸汽；二是地压地热能，即在某些大型沉积盆地深处(3～6 km)存在着高温、高压流体，其中含有大量甲烷气体；三是干热岩地热能，由于特殊地质构造条件造成高温但少水甚至无水的干热岩体；四是岩浆热能，即储存在高温(7001 200℃)熔融岩浆体中的巨大热能；根据地热水的温度地热能可分为高温型(>l50℃)、中温型(90～150℃)和低温型(<90℃)三大类，高温地热资源主要用于地热发电，中、低温地热资源主要用于地热直接利用。 我国是地热资源相对丰富的国家，地热资源总量约占全球的7.9％（表一），可采储量相当于4626．5亿t标准煤。我国的高温地热资源(热储温度≥150℃)主要分布在藏南、滇西、川西以及台湾省，环太平洋地热带通过我国的台
湾省，高温温泉达90处以上；地中海喜马拉雅地热带通过西藏南部和云南、四川西部。西藏高温热田主要集中在羊八井裂谷带，其中藏南西部、东部及中部约有108个高温热田，构成中国高温热田最富集的地带；云南是全国发现温泉最多的省，高温热田主要分布在怒江以西的腾冲-瑞丽地区，约2O处；川西分布着8个高温地热区，为藏滇高温地热带的一部分。我国主要以中低温地热资源为主，中低温地热资源分布广泛，几乎遍布全国各地，主要分布于松辽平原、黄淮海平原、江汉平原、山东半岛和东南沿海地区，其主要热储层为厚度数百米至数千米第三系砂岩、砂砾岩，温度在40～80℃左右，目前已发现全国共有地热温泉3000多个，其中高于25℃的约2200个。从温泉出露的情况来看，我国主要有四个水热活动密集带[1]：藏南-川西-滇西水热活动密集带；台湾水热活动密集带；东南沿海地区水热活动密集带；胶东、辽东半岛水热活动密集带。从地质构造上看，我国地热资源主要分布于构造活动带和大型沉积盆地中，主要类型为沉积盆地型和隆起山地型。 二、我国地热资源开发现状 我国地热资源的利用历史悠久，但真正大规模勘查和开发利用始于20世纪70年初期,尤其是20世纪90年代以来，在市场经济需求的推动下，地热资源的开发利用得到更加蓬勃的发展。近年来，随着社会经济发展、科学技术进
全面解读《地热能开发利用“十三五”规划》 国家发展和改革委员会日前透露，《地热能开发利用十三五规划》已经正式印发。根据规划内容，十三五期间地热能开发将拉动总计2600 亿元投资。在此过程中，将探索建立地热能开发的特许经营权招标制度和PPP 模式，并且将放开城镇供热市场准入限制，引导地热能开发企业进入城镇供热市场。 发改委介绍，十三五期间，新增地热能供暖（制冷）面积11 亿平方米，新增地热发电装机容量500 兆瓦。到2020 年，地热供暖（制冷）面积累计达到16 亿平方米，地热发电装机容量约530 兆瓦。2020 年地热能年利用量7000 万吨标准煤，地热能供暖年利用量4000 万吨标准煤。京津冀地区地热能年利用量达到约2000 万吨标准煤。 同时，初步估算，十三五期间，浅层地热能供暖（制冷）可拉动投资约1400 亿元，水热型地热能供暖可拉动投资约800 亿元，地热发电可拉动投资约400 亿元，合计约为2600 亿元。此外，地热能开发利用还可带动地热资源勘查评价、钻井、热泵、换热等一系列关键技术和设备制造产业的发展。 据介绍，我国地热资源相对丰富，目前全国336 个地级以上城市浅层地热能年可开采资源量折合7 亿吨标准煤；全国水热型地热资源量折合1.25 万亿吨标准煤。到2015 年底，全国浅层地热能供暖（制冷）面积达到3.92 亿平方米，水热型地热能供暖面积达到1.02 亿平方米。但另一方面，地热能发展仍存在诸多制约，包括资源勘查程度低，管理体制不完善，缺乏统一的技术规范和标准等。 对此，在十三五时期，按照集中式与分散式相结合的方式推进水热型地热供暖，并将开展干热岩开发试验工作，建设干热岩示范项目。其中包括，大
地热能开发与应用技术 内容简介 本书主要针对我国目前地热勘探开发及利用技术方面的需要，在写作中力求突出地热技术的“新”与“实”，很多章节为国家“九五”、“十五”攻关项目所取得的成果及近年地热领域研究成果和先进技术，是近年来较多突出地热开发及应用技术的一本实用性较强的专业参考书。 全书共分7篇21章，内容涉及水文地质、地球物理及地球化学、地热资源勘察及评价方法、地热钻井工艺及技术、 抽水试验工艺过程、回灌井口设备及技术、地热井口设备及系统选材、地热综合利用技术、经济评价方法、地热工程计算软件、自动监测系统的设计、网络化信息管理（GIS）及评价体系、地热开发的环境问题，几乎涵盖了地热开发与利用的所有内容。 可供地热资源勘察、开发、工程设计部门在实际工作中使用，具有一定的参考价值。也可作为科研、高校相关专业和本科生、研究生教学的参考用书。 编辑推荐 本书主要针对我国目前地热勘探开发及利用技术方面的需要，在写作中力求突出地热技术的“新”与“实”，很多章节为国家“九五”、“十五”攻关项目所取得的成果及近年地热领域研究成果和先进技术，是近年来较多突出地热开发及应用技术的一本实用性较强的专业参考书。 全书共分7篇21章，内容涉及水文地质、地球物理及地球化学、地热资源勘察及评价方法、地热钻井工艺及技术、 抽水试验工艺过程、回灌井口设备及技术、地热井口设备及系统选材、地热综合利用技术、经济评价方法、地热工程计算软件、自动监测系统的设计、网络化信息管理（GIS）及评价体系、地热开发的环境问题，几乎涵盖了地热开发与利用的所有内容。 可供地热资源勘察、开发、工程设计部门在实际工作中使用，具有一定的参考价值。也可作为科研、高校相关专业和本科生、研究生教学的参考用书。 目 录 第1篇 总论 第1章 能源危机与地热能的开发利用 1.1 能源危机 1.2 可再生能源及发展战略 1.3 地热能在可再生能源中的地位 1.4 世界地热能开发利用 1.5 我国地热开发利用
第6期水文地质工程地质·Ⅰ·我国地热资源开发利用优势对比分析 李悦，关锌 （中国地质大学（武汉），武汉430074） 摘要：新能源又称非常规能源，指传统能源之外的各种能源形式，包括太阳能、地热能、风能、生物质能等。随着全球气候变化日益受到人们的关注，新型能源逐渐应用于社会生产生活之中。相对于其他新型能源，地热在开发利用中有其自身的优势，本文在介绍我国新能源开发利用的基础上，提出了地热资源开发利用的独特优势。 关键词：新能源；地热；供暖；优势对比 1我国地热资源开发利用现状 1.1我国地热资源概况 中国位于欧亚大陆东部，处于环太平洋地震带，是火山爆发，地震和地热活动区域。在辽宁、山东、福建、广东、台湾和海南省分布着较多的温泉。中国西南边界位于地中海－喜马拉雅带东部，分布有很多高温地热，例如喷泉、沸腾泉和温泉。 中国有超过3000口地热井，大多分布在北部大中型盆地和东部平原地区，一些地热井井口水温可达95 120?，大部分地热井开采量为30 60m3/h，有的可达100 300m3/h。 50多年来，国土资源部（原地质矿产部）对大量的中高温地热田的基本情况和资源分布进行了初步的探索和评估。通过储备土地和资源的检验评估，目前，有103个地热田可利用资源达到B+C级（储量等级标准），产量达到332.83?106m3/a。经过详细的调查评估，有214个地热田可利用资源达到C+D级，产量达500?106m3/a。在当前的经济技术条件下，全国地热水总利用额估计为6845?106m3/a，总热能为972.28?1015J，相当于3284.8?104吨标准煤。这里的地热水量估计值不包括2000m以下的地热资源以及地温梯度小于3?/100m的地热资源和浅层地温能。 1.2我国地热资源开发利用现状 地热能分为浅层地温能和常规地热能两种，开发利用方式多种多样，包括地热发电和供暖、洗浴、农业养殖、温室、旅游、医疗等直接利用。 我国适用于地热能发电的资源较少，目前主要集中在西藏。高温湿蒸汽发电只有羊八井地热电厂仍在运行。中国的地热直接利用一直在稳定增长，并呈现进一步规模化、产业化的发展趋势，地热资源管理更趋成熟，减少了浪费，提高了能效，保护了资源。截至2009年底，我国常规地热直接利用设备能力达3688MWt，利用总热量为46313TJ/a；若连同地源热泵的应用，则设备能力和年利用总热量分别为8898MWt 和75348TJ/a。2009年末全国地热供暖总面积达3020?104m2，年均增长率约19%；地源热泵技术2009年增长供暖（部分制冷）面积1800?104 2300?104m2，至2009年末约达5210MWt；传统的温泉洗浴和医疗利用逐步向养生保健和休闲娱乐提升。 2地热与其他新能源利用优势分析 2.1新能源开发利用经济性比较 2.1.1地热资源利用的经济性 如果单纯考虑电站建设和运行的成本，国际地热发电成本在2 5美分/kWh左右，我国地热发电价格在0.5元/kWh左右，成本估计在0.40元/kWh左右。但是作为地热发电的前期重要工作的资源勘查和打井的费用是高昂的，如果将勘探、打井的费用考虑在内，地热发电成本将可能超过1.0元/kWh。在这样的成本水平下，高温地热的资源潜力为582?104kW，发电潜力300?108 400?108kWh/a。 与其他供热方式相比，地热的直接利用成本相对较低，初步估计，在目前的技术水平下，地热直接利用的热力价格折合0.25 0.45元/kWh，成本约为0.2 0.4元/kWh，具有一定的竞争力，在这样的成本和价格下，全国近期地热资源可利用量相当于1440?104kW的装机容量和864?108kWh/a的发电量。 2.1.2风电资源利用的经济性 风电设备所消耗的能源较少，在风电设备投产运行3 6个月后即可通过发电完全回收。风电对土地资源、水资源等要求小，对环境的影响有限。风电场运行过程中基本不消耗水源，也不排放各种污染物。风电场中风电机组布置面积较大，每万千瓦布机面积约
地热资源开发利用状况发展趋势问题与建议 Last revision date: 13 December 2020.
我国地热资源开发利用状况、发展趋势、问题与建 议 作者：宾德智2010年05月28日 我国地热资源开发利用正处于快速发展的时期，地热资源作为绿色的清洁能源和可再生能源已普遍受到关注。为促进我国全面而科学合理的开发利用地热资源，笔者借此短文，就我国地热资源的开发利用状况、发展趋势及有关问题谈点个人的看法和建议，供讨论。 一、地热和地热资源的概念 地热是指地球内部所储存、产生的热量。能够经济的为人类所利用的地球内部热量，称地热资源，人们习惯简称为“地热”。地热资源的现代涵义包括：地热过程的全部产物，指天然蒸汽、热水和热卤水等；由人工引入（回灌）热储的水、气或其他流体所产生的二次蒸汽、热水和热卤水等；由上述产物带出的矿物质副产品。目前，可利用的地热资源有：天然出露的温泉地热资源；通过热泵技术可开采利用的浅层地热资源；通过人工钻井直接开采利用地热水（气）资源和干热岩体中的地热资源。 当前，我们所讨论的地热开发利用问题，实际上还限于天然温泉、通过热泵技术利用的浅层地热和通过人工钻井技术直接开采利用地热水（气）资源，尚未涉及干热岩中的地热资源利用问题。
上述四类可用地热资源，从总量及开采难易程度的角度分析，天然温泉资源量小、地域局限性较大，但开采容易，且无风险，是当前温泉旅游业开发利用的重点资源；浅层地热（指地表恒温带以下一定深度内地层中储存的热量）资源量丰富、分布普遍，易开采，风险低，主要利用热泵技术进行利用，但开采对环境有一定影响，是当前空调采暖开发利用的热点，发展较快；通过人工钻井直接开采利用的地热水（汽）资源，主要开采3000m深度以上地层热储中储存的地热水（汽）资源，资源量大，但开采的可行性主要取决于热储的分布与渗透条件，有较大风险，当前主要是直接开采热储中的地热水（汽），因地热水的补给有限而限制了其开发利用的规模，今后将逐渐转向仅利用热储中的“热量”的方向转化；干热岩中蕴含的地热资源量最大，主要通过地下换热技术开采，由于受当前开采技术条件的限制，国内尚没有投入实际利用，从发展的观点和未来能源需求考虑，这种地热资源将成为开发利用的重点。 二、我国地热资源勘查开发利用状况 （一）地热资源勘查 我国地热资源勘查活动始于计划经济体制下的50年代中期，当时地热资源的勘查与开发的范围仅限于天然出露的温泉等。在此期间，在全国主要省、自治区、直辖市都开展了地热资源普查。为配合国家医疗卫生保健事业的发展和建立矿泉水疗养院的需要，对一些重要的温泉如北京小汤山温泉等进行了地热资源的勘查评价.
浅层地热能开发利用存在的问题及对策 存在的问题虽然浅层地热能应用发展很快，但由于地源泵技术在我国的应用时间不长，人们对它的认识和一些规程规范的不尽完善，使得地源热泵技术的全面推广与应用存在不同程度的问题，尤其是这一行业的多专业结合性，各专业的密切配合，合理利用地温资源，优化利用热泵技术仍然是今后工作的重点，应引起高度重视。为此，需要聚集“地源热泵技术、水文地质工程地质勘察、监测与数字模拟和系统控制”等多专业的技术力量联合开展这一技术的研发与应用。 首先是我国大部分地源热泵工程的审批、设计、施工和验收，以及后期的监测与管理的整套程序没有明确的管理部门。目前，只有少数地方政府设立审批部门，如北京、沈阳等。尤其是工程后期的管理与监测工作，尚无统一部门管理，因此，造成地源热泵工程运行后的时间里，不了解地源热泵系统是否节能与经济。只有当整个系统完全停止工作时，才知道出了问题，这样导致人们对地源热泵技术的担心和疑虑，影响了新技术的推广应用。 其次是浅层地热能地质基础研究工作比较滞后。“浅层地热能在我国起步并不晚，但现在发展已经滞后了。一个主要的原因就是对浅层地热能没有进行详尽的研究。”专家说，浅层地热能在国外发展依靠的是地质先行，而在我国，则是一些地质以外的行业（主要是热泵机组厂商）作为推动力量，有一部分人以为只要有了先进的热泵技术就可以进行浅层地热能的开发。“事实上，热泵就如同矿山中常用的凿岩机，只是一个手段，尽管效率很高，但究竟可不可以采出矿石，最终还是需要地质工作来评价的。”浅层地热能发展的好坏，取决于对地质条件的研究程度。当前，我国即将迎来一个浅层地热能开发利用的高潮，需要有大量能够研究浅层地热能结构和换热效果的专业队伍，这样在设计的过程中才能更合理地根据供暖面积来决定工程的施工方案。 另外，我国的地源热泵工程规模普遍比国外的大，国外大部分都集中在1万平方米以下，我国十几万平方米的工程很多，而且建设规模有越来越大的趋势，现在20～30万平方米的工程很多城市都有。工程越大对地下环境的要求越高，尤其是大量地埋管换热器集中在一个地块，在城市里不但没有充足的地下空间，而且对地下环境的影响也很大。有些工程把成百上千的地埋管换热器集中布置在一块地方，长期运行后，在中间部位的换热器的换热能力大大下降，从而影响整个地源热泵系统的效率，甚至导致系统的瘫痪。 对策 针对浅层地热能开发与利用过程中出现的一些问题,北京有关专家与学者提出了可持续开发 利用和保护浅层地热能资源的对策。 1、依靠科技进步和创新，提高浅层地热能利用技术水平。地源热泵系统是地质环境、热泵系统、自动控制和暖通空调系统等多学科的有机结合。需要加强暖通空调与水文地质工程地质人员的密切配合，做到每一部分都要与整体相协调，才能使整个系统达到经济、节能与环保。 2、要贯彻落实科学发展观，坚持"在保护中开发，在开发中保护"的方针。重视开发利用资源前环境影响评估工作，开展水源热泵适用区开发利用浅层地热能资源对环境影响的评估工作，重点评估因开发浅层地热能资源而造成新的地面沉降、水质污染和热污染等环境地质问题，减少环境隐患，实现可持续发展。
附件 地热能开发利用规划大纲 一、前言 概述地热资源特点，发展前景及存在的问题，国家能源局等部委联合发布的《关于促进地热能开发利用的指导意见》的要求以及规划编制和实施的意义等。 二、规划基础和发展形势 （一）规划基础 地热资源潜力、地热资源勘查现状与地热资源开发利用现状分析是规划编制的基础和依据。 1、地热资源情况 概括提出本省（直辖市、自治区）资源潜力、分布特征，及资源勘查现状。 充分收集已有资料和前人研究成果，从地质特征、分布特征等方面对地热资源潜力进行描述，并附上地热地质图、地热资源分布图、地热资源开发利用现状图等基础图件。 统计地热资源勘查已投入的工作量、已登记的矿权分布等，摸清资源勘查现状。 2、地热资源开发利用现状及产业发展现状 概括提出截至2013年底本省（直辖市、自治区）地热资源开发利用现状和产业发展现状，包括地热资源开发利用规模、在整个地区供热中所占的比例、已经出台的相关政策、
已经成立的相关机构、拥有的相关设备制造企业及施工企业数量等。 按照中低温地热直接利用（供暖、制冷、温室种植等）、浅层地温能利用、中高温地热发电分类统计各种利用方式的规模、布局等。 介绍本省（直辖市、自治区）在促进地热产业发展方面所做的工作，包括历年出台的相关扶持政策、成立的相关机构、制定的标准法规、各类设备制造企业、施工企业大概情况等方面。 3、地热资源开发利用技术现状 概述本省（直辖市、自治区）在地热资源开发利用方面主要采用了哪些技术，包括土壤源热泵、水源热泵、污水源热泵、地热梯级利用、回灌技术等，在全国范围内所处的技术水平。 （二）发展形势 从面临的机遇和挑战两个方面概述地热资源开发利用的发展形势。 1、加快调整优化能源结构、治理大气污染的迫切性，国家和地方已出台鼓励清洁、可再生能源发展政策。 2、结合本省（直辖市、自治区）发展规划，从供暖、制冷、温室种植和发电等方面概述地热资源开发利用市场需求。
地热能利用的现状和发展 摘要： 本文分析了世界地热资源储藏和开发利用的现状，并以冰岛、美国、日本、墨西哥以及中国的地热开发利用状况和各国研究者在该领域的研究成果为分析的重点，从经济和技术两方面对比分析，基于此发现地热开发利用发展中潜力大，应用前景广阔，地热资源开发利用发展较快等方面的优势以及存在开发不当容易造成破坏和污染环境；开发利用水平低；对常规能源和经济形势等因素十分敏感等方面的不足，最后指出我国地热开发利用将以循环经济可持续发展为指导，实施梯级利用，扩大在建筑、旅游、农副产品等方面发展的趋势等相应的对策。 前言： 能源和环境是当今人类面临的两大问题。原国家发改委能源局局长张国宝在国际可再生能源大会上说：“使用可再生能源是解决人类现阶段遇到的能源资源和环境问题的最根本方法。” 世界地热发展趋势,主要体现在以下方面：从高温地热发电转向中低温地热非电直接利用；从地热资源丰富国家向地热资源相对贫乏、甚至“无”地热资源国家延伸；从浅层地热能的开发利用向深部地热进军；热泵技术的采用使地热能的开发利用跨上新台阶；温泉洗浴日益受到人们青睐并具有广阔的市场前景。 中国地热能开发利用面临前所未有的机遇与挑战—节能环保、二氧化碳减排、绿色能源,但是也存在一些问题：包括如何继续保持我国地热直接利用世界领先地位；采用热泵技术,科学开发浅层地热资源；向南方特别是长三角、珠三角地区扩展,解决热泵空调问题；向深部进军—开展我国“增强地热系统”开发利用的前期调研和准备工作。 国内外研究现状： 地热资源的概念 地热是指地球内部所储存、产生的热量。能够经济的为人类所利用的地球内部热量，称地热资源。地热能是可再生资源。地热资源的现代涵义包括：地热过程的全部产物，指天然蒸汽、热水和热卤水等；由人工引入（回灌）热储的水、气或其他流体所产生的二次蒸汽、热水和热卤水等；由上述产物带出的矿物质副产品。目前，可利用的地热资源有：天然出露的温泉地热资源；通过热泵技术可开采利用的浅层地热资源；通过人工钻井直接开采利用地热水（气）资源和干热岩体中的地热资源。 近几年地热的开发利用现状及各国的研究成果 随着传统的能源对环境的影响越来越大，可再生能源的出现为缓和和解决国际范围内的能源危机指明了方向。地热能源作为一种可再生能源为世界经济的发展带来了巨大的效益。具有很多有益的开发特性，地热属于综合性清洁矿产资源，功能多，用途广，可供发电、采暖等利用，还是一种可供提取溴、碘、硼砂、钾盐、铵盐等工业原料的热卤水资源和天然肥水资源，还是医疗热矿水和饮用矿泉水资源以及生活供水的水源。国内外的开发利用实践表明，其社会、经济和环境
浅层地热能开发主要问题(PPT 资料整理)
浅层地热能 概念 浅层地热能（shallow geothermal energy）：指地表以下一定深度范围内（一般为恒温带至200m埋深），温度低于25℃，在当前技术经济条件下具备开发利用价值的地球内部的热能资源。[河南省规范的定义] 地表以下200 m深度范围内在当前技术经济条件下具备开发利用价值的蕴藏在地壳浅部岩土体和地下水中温度低于25 ℃的低温地热资源。浅层地热能属 于低位热能，适合采用热泵技术加以利用，利用时不产生CO 2、SO 2 等污染气体， 目前主要用于城市冬季供暖和夏季制冷。 中国常规地热资源分布 中国中低温地热资源广布于板块内部的大陆地壳隆起区和地壳沉降区。东南沿海地热带是地壳隆起区温泉最密集的地带，主要包括江西东部、湖南南部、福建、广东及海南省等地。在板块内部地壳沉降区，中国广泛发育了中、新生
代沉积盆地，如华北盆地、松辽盆地、四川盆地、鄂尔多斯盆地、渭河盆地、苏北盆地、准噶尔盆地、塔里木盆地和柴达木盆地等，这些盆地蕴藏着丰富的中低温地热资源。 我国浅层地温能开发利用适宜区为东北地区南部、华北地区(京津冀蒙[呼、包、鄂、乌])、江淮流域（安徽大部、江苏大部、河南东部、湖北中东部、湖南北部、江西北部、浙江北部）、四川盆地。浅层地热能开发主战场：京津冀地区、辽宁、河南、山东、内蒙古、山西。基于我国地质、水文条件和地形地貌不同的地域特点，将我国城市浅层地温能资源的应用环境划分为4类：①滨海型城市，浅层地温能开发利用应优先考虑地埋管地源热泵方式和地表水（江水、海水）地源热泵方式。②平原型城市，冲积平原型城市的浅层地温资源的开发利用一般可采取地下水或地埋管地源热泵方式；冲积三角洲平原城市的浅层地温资源开发利用一般侧重于地埋管地源热泵方式；山前平原城市的浅层地温资源的开发利用原则上讲应侧重于地下水地源热泵方式。③内陆盆地型城市，以地下水地源热泵方式和地埋管地源热泵方式为主；④高原河谷型城市，在深切峡谷区可选择地下水地源热泵方式，山坡地区可选择基岩地埋管地源热泵方式。但是，在进行浅层地热能开发的时候一般首要考虑水源热泵，当地下水资源缺乏的情况下，才适用地埋管地源热泵方式。 目前，中国在利用方式上形成了以天津、陕西、河北为代表的地热供暖，以沈阳为代表的浅层水源热泵供热制冷，以大连为代表的海水源热泵供热制冷。考虑到经济性和可用性，当前定义浅层地温能利用深度一般为200米。我国南方地区以散热方式为主，经济的地埋管施工深度一般为100米左右；北方地区以冬季取热为主要用途，由于浅部地温较低，根据地热增温率，开发利用深度可增加到300或400米。 一、国外研究现状 瑞士人（1912年）首先提出地源热泵技术； 第一个地源热泵系统在美国俄勒冈州诞生（1946年） 1974年起，瑞士、荷兰和瑞典等国政府逐步资助建立示范工程； 1986年 Tan和Kush根据线热源理论通过模型近似计算出地源热泵系统长期运行过程中井（孔）周围土壤（岩石）的温度的解析解；
1增强型地热系统的概念 地热能由于其清洁可再生性和空间分布的广泛性，已经 成为位居水力、生物质能之后的世界第3大可再生能源。地热资源作为世界各国重点研究开发的可再生清洁能源，主要分为水热型和干热岩型。世界上目前开采和利用地热资源主要是水热型地热，占已探明地热资源的10％左右[1]。干热岩是一种没有水或蒸汽的热岩体，主要是各种变质岩或结晶岩类岩体。干热岩普遍埋藏于距地表3—10km 的深处，其温度范围很广，在150—650℃之间[2]。现阶段，干热岩地热资源是专指埋深较浅、温度较高、有开发经济价值的热岩体，保守估计地壳中干热岩（3—10km 深处）所蕴含的能量相当于全球所有石油、天然气和煤炭所蕴藏能量的30倍。 干热岩在地球上的蕴藏量十分丰富。若将它开采出来加以应用，可以满足人类长期使用。据麻省理工学院（MIT ）2006年报告，只要开发3000—10000m 深度2%的干热岩资源储量，就将达到200×1018EJ ，是美国2005年全年能源消耗总量的2800倍[3]。据美国地热能市场评估报告数据（2007），美国国内地热项目开发的数目增至193个，正在开发的地热能量1035MW ，而地热潜力估计12271369MW [4]，有极大的开发潜力。 增强型地热系统（Enhanced Geothermal Systems ，EGS ）是在干热岩技术基础上提出的，美国能源部的定义是采用人工形成地热储层的方法，从低渗透性岩体中经济地采出深层热能的人工地热系统，如图1所示。据美国能源部的增强型地热系统技术评估报告（2008），需要对EGS 技术中3个关键方面 增强型地热系统（干热岩）开发技术进展 许天福1，张延军1，2，曾昭发3，鲍新华1 收稿日期：2012-09-11；修回日期：2012-10-10 基金项目：国家高技术研究发展计划（863计划）项目（2012AA052801）；国家自然科学基金（40972172） 作者简介：许天福，教授，研究方向为多相流反应溶质运移和EGS ，电子信箱：tianfu.good@https://www.doczj.com/doc/202769588.html, ；张延军（通信作者），教授，研究方向为岩石力 学和EGS ，电子信箱：zhangyanj@https://www.doczj.com/doc/202769588.html, 1.吉林大学地下水资源与环境教育部重点实验室，长春130000 2.吉林大学建设工程学院，长春130026 3.吉林大学地球探测科学与技术学院，长春130026 摘要 增强型地热系统（EGS ），又称干热岩，是一种从低渗透率和低孔隙度的岩层（干热岩）中提取热量从而获取大量热能的一种 工程。有关增强型地热系统的研究与开发已有30余年的历史，但以往只局限于美国、英国、法国、德国、瑞士、日本、澳大利亚等国家。中国高温岩体地热开发研究起步较晚，仅少数科研单位在这方面做了理论探讨和国际合作。本文主要讨论了增强型地热系统的基本理念、国内外研究现状与发展趋势、关键技术、存在的问题以及展望。 关键词干热岩；增强型地热系统；人工压裂；地球物理 中图分类号TK529文献标识码A doi 10.3981/j.issn.1000-7857.2012.32.005 Technology Progress in an Enhanced Geothermal System (Hot Dry Rock) XU Tianfu 1,ZHANG Yanjun 1,2,ZENG Zhaofa 3,BAO Xinhua 1 https://www.doczj.com/doc/202769588.html,boratory of Groundwater Resources and Environment,Ministry of Education,Jilin University,Changchun 130000,China 2.College of Construction Engineering,Jilin University,Changchun 130026,China 3.College of Geo-exploration Science and Technology,Jilin University,Changchun 130026,China Abstract Enhanced Geothermal System (EGS),known as Hot Dry Rock (HDR),is an engineering technology where the heat energy is extracted from low permeability and low porosity rock,namely,HDR in order to gain the quantity of energy.Although the history and development of EGS has been more than 30years,only a small number of countries in the world have a voice in this respect,such as the United States,Britain,France,Germany,Switzerland,Japan,Australia,etc.The basic concept,research and development status,key technologies,issues and expectation involving the EGS are mainly discussed. Keywords hot dry rock;EGS;artificial fracturing;Geophysics
地热能的开发与利用 摘要: 相对于太阳能和风能的不稳定性，地热能是较为可靠的可再生能源，这让人们相信地热能可以作为煤炭、天然气和核能的最佳替代能源。另外，地热能确实是较为理想的清洁能源，能源蕴藏丰富并且在使用过程中不会产生温室气体，对地球环境不产生危害。目前地热能的利用主要集中在地热发电，地热采暖，以及种植和养殖业。 关键词: 地热能发电清洁能源可持续发展 引言： 在可再生能源大家族中，地热是唯一的来自地球内部的能量，并以热力形式存在，是引致火山爆发及地震的能量。因为地球处于壮年期，地球内部的温度高达7000℃，而在80至100公英里的深度处，温度会降至650至1200℃。运用地热能最简单和最合乎成本效益的方法，就是直接取用这些热源，并抽取其能量。由于人类利用的热量很小，地温一般可以在相同的时间尺度上恢复。因而地热能是可再生能源，基本不污染大气.也不排放温室气体。 1.地热能的产生及分布 离地球表面5000米深，15℃以上的岩石和液体的总含热量，据推算约为14.5×1025 焦耳，约相当于4948万亿吨标准煤的热量。地热来源主要是地球内部长寿命放射性同位素热核反应产生的热能。按照其储存形式，地热资源可分为蒸汽型、热水型、地压型、干热岩型和熔岩型5大类。 地热资源按温度的划分。中国一般把高于150℃的称为高温地热，主要用于发电。低于此温度的叫中低温地热，通常直接用于采暖、工农业加温、水产养殖及医疗和洗浴等。截止1990年底，世界地热资源开发利用于发电的总装机容量为588万千瓦，地热水的中低温直接利用约相当于1137万千瓦。 地热能集中分布在构造板块边缘一带，该区域也是火山和地震多发区。如果热量提取的速度不超过补充的速度，那么地热能便是可再生的。地热能在世界很多地区应用相当广泛。 据美国地热资源委员会1990年的调查，世界上18个国家有地热发电，总装机容量5827.55兆瓦，装机容量在100兆瓦以上的国家有美国、菲律宾、墨西哥、意大利、新西兰、日本和印尼。我国的地热资源也很丰富，但开发利用程度很低。主要分布在云南、西藏、河北等省区。 2.地热能的利用现状 近年来，国际能源署(TFA)牵头制定了世界地热能技术路线图，政府间气候变化组织(IPCC)牵头编写了地热能特别报告。国际能源署领导了世界地热能技术路线图的制定，自2010年开始制定.并于2011年正式发布。TEA的路线图内容包括:全球地热资源的潜力，至2050年的地热能愿景，地热能开发利用技术现状，不同时间节点上的发展目标和相应的行