国内外地热开发利用现状浅析
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我国地热资源利用现状、问题及对策
地热资源是地球内部所蕴藏的热能,主要源于地球熔融岩浆和放射性元素衰变时发出的热量,是在当前技术经济条件下,地壳浅层可供开发利用的地热能、地热流体及相关有用组分。地热资源具有储量大、分布广、绿色低碳、可循环利用、稳定可靠等特点,是一种具有较强竞争力的可持续清洁能源。地热资源开发利用可显著减少温室气体排放,改善生态环境,有望成为能源结构转型的新方向,对国家能源战略具有重要影响。
一、我国地热资源开发利用现状
目前我国地热资源直接利用规模居世界首位,对地热资源的开发利用成为我国能源战略的重要内容。当前,我国地热资源开发利用不仅规模持续增长,地热直接利用装机容量和直接利用量连续多年居全球首位,而且开发利用方式日趋多样化,技术不断进步,对地热资源的直接利用主要集中在供暖、制冷、养殖、洗浴等方面。“十三五”期间,国内地热发电新增装机容量18.08兆瓦,占到地热新增装机规划的3.6%;全国在运地热发电总装机量为44.56兆瓦,占规划装机容量的8%左右。同时,我国地热资源开发利用的战略规划和管理体制逐步建立和完善,对地热产业发展起到了积极推动作用。
二、我国地热资源开发利用存在的主要问题
尽管我国地热资源丰富,开发利用历史较为悠久,开发利用规模和效率稳步提升,但仍然存在较为突出的问题,主要包括:
一是地热资源勘查评估机制不够完善。全国大部分地区尚未建立开展大规模比例尺地热资源勘查机制,部分中低温地热资源地区缺乏正规地热资源勘探。同时,一些地方政府对地热资源的勘查评价重视不够,投入有限,方法和手段较为落后,因而对我国地热资源的总量、类型、特征及开发利用路径难以形成科学客观的判断。这些问题导致了我国地热资源开发利用的风险和成本增加,影响对地热资源的科学规划、开发和高效利用。
二是地热资源开发利用技术方式落后。一方面,由于分布不均衡,一些地区对地热资源过量开采利用,严重影响地热资源的可持续开发利用;另一方面,相比同样拥有丰富地热资源的美国、冰岛、印尼等国家,我国地热资源开发利用技术较为落后,且发展较慢,导致地热资源利用率较低,严重浪费了地热资源。
地热资源开发利用状况发展趋势问题与建议
Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】
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。
我国地热资源开发现况及问题分析
北京、河北、山西等地采访发现,面对丰富的地热资源,众多开发商一拥而上,由于缺乏科学规划、盲目开采、粗放利用,对资源和环境造成诸多破坏。不少专家和业内人士指出,相关的法律法规和保护措施若不及时落实跟进,地热过度开发趋势将会加剧。有关部门应坚决制止乱采滥用、粗放利用地热资源,把地热资源利用纳入法制化、制度化轨道。
地热违规开发破坏地质环境
“个别县开发地热资源毫无科学规划可言,本来只适合打三五眼热水井,却一下子就打了二三十口,开发现状令人瞠目结舌。”一位专家告诉记者。据调查,这些地热开发许多属于“未批先建、先建后批”,甚至偷偷开发的现象也不稀罕。
河北深州、安平、深泽、故城等地热供暖比较集中的县了解到,很多地热井都是近两年补办的手续。由于回灌井技术工艺复杂、投资成本高,大部分地热井出于经济利益考虑都不建回灌井。“先打井后上报”、“只开采不回灌”在一些地方成为普遍现象,地热管理部门对地热水资源的情况掌握不够,对取水量难以监测。
目前,国内地热资源主要用于洗浴、医疗保健、温泉度假、供暖以及养殖等低附加值的产业,开发形式粗放,缺乏梯级开发的先进工艺,资源浪费现象严重。一些地方的地热水温每年都在不同程度地下降,有的地热游泳馆开始用烧锅炉的办法给水升温,有的打着地热的牌子却用自来水。由于各地各自为政,有的存在盲目打井,井位密度过大,超采地热导致一些地热田出现热田面积缩小,甚至出凉水的情形;有的由于超量开采,造成地下水位超常下降。
如果开发地热不采取回灌措施,不仅会造成地热资源枯竭,还会带来环境危害。有专家说,如果没有回灌,地热水被大量开采后,会引起含水层压力、温度下降。地热水直接在地表排放,还会对生态造成热污染、化学污染等危害。
法律法规落实难制约资源管理
“管理体制不顺,法律法规落实难,是当前地热资源保护中的普遍现象。”据了解,将地热资源按矿产资源管理是国际通行的做法。按照法律规定,抽取深层地热水至少需要两证:一是县级以上水务部门颁发的取水许可证,二是向省级国土部门申请采矿权。多年来,我国不少省份已经出台了“地热管理条例”,对地热的勘探、开发、利用、回灌、环保等环节都有明确规定,但实际上这些“条例”落实并不如人意。
地热能
地热能作为一种新能源、洁净能源、可再生或部分可再生能源,具有分布广、成本低、易于开采、洁净及可直接利用等优点。如能充分利用,则可节省大量的常规能源,缓解由于经济、社会发展带来的能源需求日益增长的压力。相对于地壳内蕴含的地热能总量而言,限于目前所能达到的技术,人们利用的只是很小一部分。我国地热资源比较丰富,特别是中低温地热资源(25-150oC),分布范围广,几乎遍及全国。全球地热资源基数为140YJ/a,我国为11YJ/a,占全球的7.86%。我国的地热资源以对流型资源为主,全国近3000处温泉和几千眼地热井,地热井出口温度绝大部分低于90℃,平均温度约54.8℃,但是,从开发利用总量来说,我国地热利用仍处于初级阶段,地热在我国能源结构中所占比例还不足0.5%。
据估计,全国主要沉积盆地距地表2000米以内储藏的地热能相当于2500亿吨标准煤的热量,全国每年可开发利用的地热水总量约为68.45亿立方米,折合每年3284.8万吨标准煤的发热量。
目前,地热水直接利用是我国地热能利用的主要方式之一。在我国地热水直接利用中采暖占18%,医疗洗浴及娱乐健身占65.2%,种植养殖占9.1%,其它占7.7%。其中地热采暖主要采用抽取地下热水,经取热后再回灌到地层的利用方式,而回灌量的多少则取决于地层的实际水文地质条件。众所周知,多数地热水中不同程度地含有多种有害化学元素,如硫化氢气体等,同时,经过取热降温后的地热水温度通常仍高于环境温度,因此,大量抽取地下水以及由于回灌不利带来的地热水排放将对地表造成环境污染和热污染。此外,地壳中被抽取的地热水如不能得到及时补充,其原始压力平衡将被破坏,会造成地下水位下降,甚至
引起地面下沉。由于回灌水质标准高,需要超细过滤装置,因此需要的回灌电功率可能很大,而能否有效回灌仍取决于地层的水文地质特性,由于目前回灌在技术及管理上仍存在的问题,在实际中实现完全回灌难以做到。另一种地热供热系统是近年来发展迅速的地埋管地源热泵系统。这是利用与大气环境相比,地下土壤温度夏低冬高的特点,以地下的岩石为蓄冷体/蓄热体,从而实现建筑供暖/空调的一种浅层地热利用模式。地埋管系统的换热孔深度一