北京地区干热岩地热资源利用可行性探讨_张勇
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2024年干热岩型地热资源市场需求分析1. 引言地热能作为一种可再生能源,受到越来越多国家和地区的关注。
干热岩型地热资源作为地热能中的一种重要形式,具有广阔的应用前景。
本文旨在分析干热岩型地热资源市场的需求情况,为相关行业提供参考。
2. 干热岩型地热资源的概念与特点干热岩型地热资源是指地壳中埋藏的温度较高、地热梯度较大的岩石体,并且其中的地热水与岩石体的热交换能力较强。
相比其他地热资源形式,其特点可以总结为以下几点:•温度高:干热岩型地热资源具有较高的温度,可以满足许多工业和农业用热需求。
•分布广泛:干热岩型地热资源在全球范围内分布广泛,潜在资源规模巨大。
•持续稳定:相比其他地热资源形式,干热岩型地热资源的供应相对稳定,不受季节和气候影响。
3. 2024年干热岩型地热资源市场需求分析3.1 工业用热需求工业领域是干热岩型地热资源的重要用热领域之一。
随着工业化进程的推进,许多工业生产过程需要大量的热能。
干热岩型地热资源可以满足工业生产中的高温需求,如炼钢、石化、纺织等行业。
3.2 农业用热需求农业是干热岩型地热资源的另一个重要用热领域。
干热岩型地热资源可以用于温室栽培、农作物脱水、养殖等农业生产过程中的供热需求。
在有限的耕地资源下,利用干热岩型地热资源进行农业生产可以提高农产品产量和质量。
3.3 电力供应需求干热岩型地热资源还可以用于发电。
地热能发电技术已经相对成熟,可以通过利用干热岩型地热资源中的热水产生蒸汽驱动汽轮机发电。
地热能发电不受季节和气候的影响,可以稳定地为社会供应清洁能源。
3.4 区域供热需求干热岩型地热资源可以用于为城市、工业园区等区域提供集中供热服务。
通过地下热水管网将地热能传输到各个用户,可以解决大面积供热需求,降低能源消耗,改善城市空气质量。
4. 干热岩型地热资源市场前景展望干热岩型地热资源具有丰富而广泛的应用前景。
面对气候变化和能源问题的双重挑战,干热岩型地热能作为一种清洁、可持续的能源形式,具有巨大的发展潜力。
干热岩是新兴地热能源
佚名
【期刊名称】《能源与环境》
【年(卷),期】2018(0)6
【摘要】干热岩是新兴地热能源,是一般温度大于200℃,埋深数千米,内部不存在流体或仅有少量地下流体(致密不透水)的高温岩体。
存量巨大。
中国首次发现大规模可利用干热岩资源是青海省共和盆地。
青藏高原南部约占我国大陆地区干热岩总资源量的1/5。
【总页数】1页(P99-99)
【关键词】地热能源;干热岩;青藏高原南部;地下流体;高温岩体;共和盆地;大陆地区;资源量
【正文语种】中文
【中图分类】TK529
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1.干热岩发电技术及青海共和干热岩应用初探 [J], 司杨;张学林;梅生伟;范越;张通;薛小代;;;;;;;;;;;;;
2.干热岩:高性价比的新兴能源 [J], 徐艺真
3.参与国家干热岩科技攻坚,拓展新兴能源市场 [J], 熊射; 顾珍时
4.青海共和干热岩科技攻坚项目正式启动,干热岩进入场地开发阶段 [J],
5.我国首次在青海共和盆地钻获高温优质干热岩体实现了我国干热岩勘查重大突破专家认为,共和盆地干热岩体埋藏浅、温度高、规模大 [J], 王丽华;康维海
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2024年干热岩型地热资源市场前景分析引言地热资源作为一种清洁、可再生的能源形式,具有巨大的潜力。
干热岩型地热资源作为其中的一种特殊类型,其开发利用面临着一系列的技术和经济挑战。
本文将对干热岩型地热资源市场前景进行分析,包括行业现状、发展趋势以及市场前景。
1. 干热岩型地热资源的特点干热岩型地热资源是指位于地壳深部的高温岩石体,通过人工方式将岩石体内的热能提取出来用于发电或供热。
干热岩型地热资源具有以下特点:•高温:干热岩型地热资源的温度通常达到200℃以上,远高于浅层地热资源。
•储量大:干热岩型地热资源广泛分布在各大陆板块中,储量丰富。
•持续稳定:干热岩型地热资源的热能储存量稳定,并且可持续利用。
2. 干热岩型地热资源市场现状目前,全球范围内干热岩型地热资源的开发利用还处于初级阶段,尚未形成规模化的商业化应用。
主要原因包括技术难题、高成本以及政策支持的不足等。
技术挑战是干热岩型地热资源开发的主要问题之一。
由于干热岩型地热资源位于地下深部,开采难度大,涉及到地质勘探、钻孔、热能提取等多个环节,技术要求高。
另外,干热岩型地热资源的开发利用成本较高。
与浅层地热资源相比,干热岩型地热资源的开采需要投入更多的资金和人力,导致开发成本较高。
政策支持也是干热岩型地热资源市场发展缓慢的原因之一。
在一些国家和地区,对于地热资源的政策法规还不完善,缺乏相应的激励和扶持政策。
3. 干热岩型地热资源市场发展趋势尽管面临着一系列的挑战,但干热岩型地热资源市场仍然具有广阔的发展前景。
一方面,随着技术进步和创新,干热岩型地热资源的开发利用技术将会得到不断改进。
例如,新的钻探技术、热能转换技术以及储能技术的应用,将有助于提高干热岩型地热资源的开采效率和降低成本。
另一方面,环境保护和减排要求的提高,将使得清洁能源的需求不断增长。
地热作为一种零排放的能源形式,将成为未来能源供应的重要组成部分。
干热岩型地热资源的丰富储量和稳定性将使其在清洁能源领域具有广泛的应用前景。
北京地区地热资源开采评价近年来,随着人们对清洁能源的需求不断增加,地热资源的开发与利用逐渐成为关注的焦点。
如今,北京地区也在积极探索和开发地热资源。
然而,地热资源开采评价仍是一个需要深入探讨的问题。
首先,我们需要了解地热资源的评价指标。
地热资源的评价指标主要包括:地温、储层水文地质条件、热流量、热梯度、地热储能量、地热水量等。
这些指标对地热资源的开采价值有着重要的影响。
其中,地温是评价地热资源最重要的指标之一。
地温越高,利用地热能的效率就越高。
在评价指标的基础上,我们还需要对热水井的开采状况进行评价。
热水井的开采状况包括水流量、水温变化、矿产物质含量等方面。
这些都是评价地热资源开采效果的重要指标。
除了评价指标和热水井开采状况,我们还需要考虑地热资源的利用方式。
目前,地热资源的利用可以分为直接利用和间接利用两种方式。
直接利用是指将地下热水通过管道输送到地表直接使用,如供暖、温室种植等。
间接利用则是指通过热交换技术将地下地热能转化为电能或其他形式的能源,如地热发电等。
在评价地热资源的开采效果时,还需要考虑环保因素。
地热资源开采可能会产生污染物或对生态环境造成影响。
因此,需要进行环保评估并采取相应的措施来保护生态环境。
总体而言,北京地区地热资源开采评价是一个综合性的问题。
需要考虑多项指标,通过科学的评估方法得出合理的结论。
随着技术和工艺的不断提高,地热资源的开发前景非常广阔,相信在不久的将来,地热资源会成为北京地区可再生能源的新宠。
北京市地热资源开发利用状况
孙颖;刘久荣;韩征;王树芳;何政伟
【期刊名称】《安徽农业科学》
【年(卷),期】2009(037)016
【摘要】北京地区有丰富的低温地热能源,有开发潜力热储面积已达到2 760 km2,共分为10个地热田,其中最著名的是城区地热田和小汤山地热田.北京地区地热水中富含多种对人体有益成分,被直接用于采暖、洗浴、温室种植、养鱼、温泉疗养及休闲娱乐等,产生了巨大的环境、社会及经济效益.介绍了北京地区区域地质条件,分析了热储及地热水特征等,对北京地区的地热开发利用历史进行总结,并讨论了在地热直接应用过程中遇到的各种问题,以及影响地热资源可持续开发利用的相关因素.
【总页数】3页(P7564-7566)
【作者】孙颖;刘久荣;韩征;王树芳;何政伟
【作者单位】北京市水文地质工程地质大队,北京,100195;成都理工大学,四川成都,610059;北京市水文地质工程地质大队,北京,100195;首都师范大学,北
京,100037;北京市水文地质工程地质大队,北京,100195;成都理工大学,四川成都,610059
【正文语种】中文
【中图分类】P314
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1.北京市密云县地热资源开发利用可行性探讨 [J], 胡凌志;王建康;李向虎;贾小兵
2.河南中原乙烯矿区地热资源开发利用状况探讨 [J], 宋立志
3.北京市地热资源开发利用问题研究 [J], 强海洋
4.北京市地热资源开发利用问题研究 [J], 强海洋;
5.中共北京市委教育工作委员会北京市教育委员会北京市公安局北京市卫生局北京市财政局北京市社会团体管理办公室关于开展2006/2007学年北京市民办高等教育机构办学状况评估工作的通知 [J],
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北京市地热开发利用史李仲均【期刊名称】《河北地质学院学报》【年(卷),期】1994(017)003【摘要】古籍中记载的北京市温泉有8处:1.海淀区温泉村温泉;2,昌平县汤峪山温泉(大汤山温泉);3东南新汤泉(小汤山温泉);4.延庆县佛峪口温泉;5.延庆县城东暖泉;6门头沟区十八盘山温泉;7房山县龙城峪温泉;8.房山县磁家务孔水洞温泉。
全在城西北区县。
北京市以城区为重点进行地热勘探工作始于1970年.北京市水文地质工程地质公司已探明,在北京500km2的地下都有热水分布,其中东南城区为地热异常区,异常区在地质构造上是一个小凸起,地表面积约有50km2,地温梯度百米大于3℃。
热水埋藏较浅,容易开发。
1980年初,又首次在冶金出版社印刷厂热水井取得了第二层热水资料,证实了第二层热水的存在.现东南城区地热,主要用于医疗洗浴,如崇文门建有温泉浴池、呼家楼温泉浴池;房屋供暖,如北京火车站、人民美术出版社等单位。
本文作者建议在城东南区多设公开营业的地热浴池,新建楼房尽量利用地热取暖,可以减少污染,净化环境。
【总页数】8页(P271-278)【作者】李仲均【作者单位】无【正文语种】中文【中图分类】TK519【相关文献】1.北京市地热资源开发利用状况 [J], 孙颖;刘久荣;韩征;王树芳;何政伟2.促进地热资源可持续开发利用——市人大常委会组织视察地热资源勘查开发利用情况 [J], 天津市人大常委会城建环保委员会3.北京市密云县地热资源开发利用可行性探讨 [J], 胡凌志;王建康;李向虎;贾小兵4.北京市地热资源开发利用问题研究 [J], 强海洋5.北京市地热资源开发利用问题研究 [J], 强海洋;因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
2023年干热岩型地热资源行业市场环境分析一、宏观经济环境分析经济变化对于干热岩型地热资源行业市场环境的影响具有重要的作用。
当前,中国经济发展进入新常态,经济下行压力和结构性矛盾不断凸显。
在这样的大背景下,干热岩型地热资源行业也面临着巨大的压力和挑战。
目前,中国地热资源利用率依然较低,但我国是一个拥有丰富地热资源的国家。
随着走煤弃煤的趋势越来越明显,地热能已经成为了可替代的能源之一。
政府将加大扶持力度,推动地热利用。
当前,我国“十四五”时期要求,到2025年,地热直接利用发电要达到50万千瓦左右,干热岩矿体开发利用率要达到30%以上。
因此,干热岩型地热资源行业市场前景广阔,还有很大的发展潜力。
二、政策环境分析政策环境是干热岩型地热资源行业市场的重要因素之一。
当前,国家对于地热资源的政策不断完善,相关政策法规逐渐健全,为干热岩型地热资源的开发提供了法律权益保护。
主要的政策如下:1、《能源发展战略行动计划》:《能源发展战略行动计划》要求,到2035年能源消费结构进一步优化,增加清洁能源比重,实现能源消费总量达到峰值,环境质量全面改善,能源资源高效利用和生态文明建设取得实质性进展。
而地热能源作为新能源的一种,未来将有更广阔的发展前景。
2、《国家能源法》:《国家能源法》保障了各种能源企业的合法权益,明确了受益者的权益和责任。
同时针对干热岩型地热资源的开发,规定了采取合理、可持续的开发方式,保障了环境和资源的可持续性。
3、《煤层气资源开发利用条例》:《煤层气资源开发利用条例》规定了能源资源的合理开发和利用,明确了行业的管理原则和法律制度,保证了业内企业、社会投资者和广大公众等各方面的安全合法利益。
三、市场竞争分析干热岩型地热资源行业市场竞争较为激烈。
行业内企业多,其中绝大多数是中小企业,行业集中度不高。
此外,由于干热岩型地热资源的利用技术尚未成熟,开发成本高,因此,成为行业企业竞争的主要瓶颈。
但在客观的市场需求下,干热岩型地热资源行业的市场份额正在稳步增长。
2024年干热岩型地热资源市场分析现状引言干热岩型地热资源被广泛认为是可持续发展的清洁能源之一,具有广阔的开发潜力和经济效益。
本文将对干热岩型地热资源市场的现状进行分析,包括市场规模、发展趋势和前景。
市场规模干热岩型地热资源市场在全球范围内持续增长。
根据研究机构的数据,2019年全球干热岩型地热资源市场规模达到XX亿美元,并预计到2025年将增长至XX亿美元。
美国、冰岛、日本和中国等国家在干热岩型地热能源产业方面处于领先地位。
发展趋势1.政策支持:各国政府纷纷出台政策和法规以促进干热岩型地热资源的开发和利用。
例如,美国政府为干热岩型地热资源开发项目提供税收减免和补贴。
这些政策的出台将进一步推动市场的发展。
2.技术创新:随着科技的进步,新的开发技术和设备不断涌现。
例如,斯特林发电机和超临界二氧化碳循环技术的应用为干热岩型地热资源开发提供了更高效和经济的解决方案。
3.国际合作:越来越多的国家意识到合作的重要性,共同推动干热岩型地热资源市场的发展。
例如,中国与冰岛在干热岩型地热能源领域签署了合作协议,加强了双方在技术研发和项目合作方面的合作。
4.环境友好性:干热岩型地热能源是一种清洁、可再生的能源形式,不会产生温室气体和其他污染物。
随着全球对环境保护的重视程度提高,干热岩型地热资源市场的需求将进一步增加。
市场前景干热岩型地热资源市场具有广阔的前景和潜力。
随着技术的不断进步和成本的降低,干热岩型地热能源将逐渐取代传统能源形式,并成为重要的能源供应来源。
同时,新兴经济体的快速发展和对清洁能源的需求不断增加也将为干热岩型地热资源市场带来新的机遇。
然而,干热岩型地热资源市场仍面临一些挑战。
首先,开发和利用干热岩型地热资源需要高投资成本和技术门槛,对开发商和投资者提出了较高要求。
其次,由于地热资源的分布不均匀,有些地区的开发潜力受到限制。
最后,传统能源的低成本和市场竞争对干热岩型地热能源的市场份额构成一定影响。
北京地区地热资源潜力区划刘凯;叶超;刘玉忠;李志萍;孙颖【期刊名称】《工程地质学报》【年(卷),期】2018(026)002【摘要】能源与环境问题是困扰世界各国可持续发展的重大问题,近年来地热资源作为理想的绿色环保能源,发挥越来越重要的作用.北京市地热资源属于沉积盆地型中低温地热资源,目前已有40余年集中开发利用历史.为及时掌握北京市地热资源开发利用潜力,本文在分析北京市构造特征、地热资源类型及地温分布特征的基础上开展了地热资源开发利用潜力评价,构建了基于地热流体开采程度、地热流体热量潜力模数和最大水位降速3个指标的地热资源潜力区划,将北京市地热田分29个评价单元进行了区划,取3个指标中最不利者将其分为严重超采区、超采区、基本平衡区、具有一定开采潜力区、具有开采潜力区和极具开采潜力区6个区,其面积分别为151.45 km2、631.17 km2、1341.16 km2、101.11 km2、302.72 km2、14.62 km2.%As an ideal green energy,geothermal resources play an increasingly important role in the world.The geothermal resources in Beijing belongs to low-medium temperature geothermal resources,whichis mainly distributed in ten geothermal fields.The focus on geothermal water concentrated development and utilization in Beijing has 40 years history.In order to grasp the development potential of geothermal resources in Beijing,this paper carries out the potential assessment of geothermal resources based on the characteristics analysis of tectonic,the types of geothermal resources and the distribution ofgeotemperature.Based on the geothermal energy extraction coefficient,the exploitation of geothermal water and the water leveldeceleration,regionalization of the geothermal resources potential in Beijing is constructed.The geothermal fields are divided into 29 evaluation units and are divided into six zones including serious overdraftarea,overdraft area,balance area,low potential area,higher potential area,and highest potential area.【总页数】10页(P551-560)【作者】刘凯;叶超;刘玉忠;李志萍;孙颖【作者单位】中国地质科学院北京100037;北京市水文地质工程地质大队北京100195;北京市大兴区水务局北京 102600;北京市水文地质工程地质大队北京100195;北京市水文地质工程地质大队北京 100195【正文语种】中文【中图分类】P314【相关文献】1.北京地区地热资源开采评价 [J], 林叶2.青海干热岩地热资源潜力分析r——基于贵德县干热岩地热资源调查研究 [J], 马维明;罗永统;马英;张学德3.北京地区地热资源特征与区划研究 [J], 刘凯;王珊珊;孙颖;崔文君;朱德莉4.天津地区雾迷山组地热资源潜力区划 [J], 刘杰;宋美钰;秦莉红;于彦;林溦;康楠5.北京地区干热岩地热资源利用可行性探讨 [J], 张勇;彭新明因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
北京市地热开发现状与效益分析摘要: 本文追溯北京地热开发历史,研究北京地热资源赋存与开发现状,从经济效益、环境意义、医疗作用等几方面讨论地热资源利用的意义。
Abstract: Based on the deriving of the studing of occurrence and exploitation of geothermal in Beijing, this paper aims at the significance of using of geothermal resources in terms of economics, environment and medical treatment.1地热开发历史与现状北京是世界上拥有地热资源的首都城市之一,早在《永乐大典本顺天府志》就有关于温泉的记载,“汤山县东三十五里,下有温泉,俗称圣汤”。
北京地区地热开发的历史已有50余年,可分为三个阶段。
1956-1970年,是北京市地热开发的探索阶段。
1956年在小汤山疗养院温泉露头附近1 km范围内进行地热勘查的;上世纪60年代中期,在洼里地区进行地热勘查,布置两个600 m的普查孔,并未钻到热储层。
1970-1990年,是北京地热开发的发展和突破阶段。
上世纪70年代,地质学家李四光建议有计划利用北京地区地热资源勘查,相继在东郊氧气厂、天坛公园和北京站相继打出了地下热水,取得了北京市地热勘查、利用的突破;随后在天竺、李遂、沙河、延庆、凤河营等发现了地热田。
该阶段的地热勘查,满足用户需要的同时,获得丰富的地质资料,为北京市地热开发积累了宝贵的财富。
1990年后,是北京市地热开发的高速发展阶段。
经济发展、人民生活水平提高和环保意识增强,使得国家和相关企业加大对地热资源的投入,地热开发的规模越来越大。
尤其最近几年,新钻地热井每年增加超过30口。
高产出、高回报的前提下,北京地热开发利用到了一个新的水平。
干热岩是埋藏于距地表大约2~6 km 深处、温度为150℃~650℃、没有水或蒸气的热岩体。
干热岩的热能赋存于各种变质岩或结晶岩类岩体中,较常见的岩石有黑云母片麻岩、花岗岩、花岗闪长岩等。
一般干热岩上覆盖有沉积岩或土等隔热层。
它所储存的热能约为已探明的地热资源总量的30%[1]。
地壳中“干热岩”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(HDR )”技术:通过加压的方式将水注入干热岩钻孔中,水在瞬间被加热为沸腾状态并从附近的另外一处钻孔中喷出地面,喷出的热水(或蒸汽直接发电)被注入到一个热交换器中以将其他沸点较低的液体加热到气态--生成的气体将用来驱动蒸汽涡轮机以产生电能。
冷却后的水将被再次注入钻孔中循环使用。
1 干热岩地热资源在全球的分布从全球地质构造观点来看,大于150℃的高温地热资源带基本上出现在地壳表层各大板块的边缘,如板块的碰撞带,板块开裂部位和现代裂谷带(见图1)。
小于150 ℃的中、低温地热资源,分布于板块内部的活动断裂带、断陷谷和坳陷盆地地区[2]。
图1 红色区域为高温干热岩主要分布区以美国的统计资料为例,主要能源类型底数比较如图2所示[3]。
将各种类型的能源都折算成热能来比较,单位为夸特(Quad 缩写为Q ):1Q=1021J ,1Q 大体相当于全球大地热流全年的放热量。
由图2可以看出,地热资源中热水型资源总量仅相当于干热岩(高温岩体型地热资源)的几千分之一[4]。
北京地区干热岩地热资源利用可行性探讨张 勇1,2,彭新明3(1.北京理工大学管理科学与工程学院,北京 100081;2. 北京市地质工程勘察院,北京 100037;3.北京市地热研究院, 北京 100143)摘 要:干热岩是埋藏于距地表大约2~6km深处、温度为150℃~650℃、没有水或蒸气的热岩体。
干热岩的热能赋存于各种变质岩或结晶岩类岩体中,较常见的岩石有黑云母片麻岩、花岗岩、花岗闪长岩等。
北京地区具有干热岩地热资源存在所需的大地构造、岩性及地温梯度。
北京地区存在较好的高热流构造带。
以平谷后北宫地区平热-3地热井为依据,对650m以下平均地温梯度按3℃/100m计算,则4550m处地温能达150℃。
北京地区存在干热岩地热资源可行性,应进行地质勘探。
在基础研究基础上,优选干热岩地热资源勘探区域,进行地球物理勘探后,选择理想勘探井位,进行钻探。
关键词:北京;干热岩;地热资源;可行性;探讨中图分类号:P314.2 文献标识码:A 文章编号:1007-1903 (2014) Z1-0009-05作者简介:张 勇(1969- ),男,高级工程师,在读博士研究生。
从事地热工程、地基与基础工程的研究、设计、施工、管理。
南地层深处埋藏着范围较大的基性火成岩体,预计钻探至深部中元古界长城系地层以下3000~4000m 的岩体温度可达110℃~150℃ [6]。
鉴于干热岩地热资源开发利用的广阔前景,2008年中国能源研究会地热专业委员会与澳大利亚彼特里特姆公司就“中国干热岩地热资源潜力研究”项目进行了合作洽谈[7]。
2012年4月20日-27日公示的《2013年度国土资源公益性行业科研专项项目建议》中包括我国第一个干热岩勘查项目:黑龙江省地质矿产局申报的“松辽盆地干热岩勘查、开发技术研究与示范”。
4 北京地区干热岩地热资源存在性干热岩具有广泛的分布性特点,一些科学家甚至说它是无处不在的资源。
有关研究表明,世界各大陆地下都有干热岩资源。
据目前已有的干热岩调查研究资料表明,高热流区均处于板块构造带或构造活动带,这些区域是干热岩赋存的集中区。
在我国,滇藏、东南沿海、京津冀、环渤海等地区,具备这样的条件。
4.1 大地构造[8]北京在大地构造上位于燕山台褶带与华北断坳两个构造单元交汇部位,经历了印支、燕山及喜山等多期构造运动,构造岩浆活动激烈而复杂,尤其是断裂和节理构造十分发育。
北部和中部处于燕山台褶带中段,东南部则属华北断坳的西北隅。
北京山区处于燕山台褶带内,平原区则在华北断坳内。
北京地区新构造运动以断裂活动为主,有3条较大的活动断裂带:紫荆关活动断裂带;密云—北京—涿县活动断裂带;平谷—三河活动断裂带。
北京及周边地区历史上经历多次地震,据记载在北京市及周边地区共发生对北京地区造成大于或等于Ⅵ度的地震有20多次。
北京地区现代微震的分布与历史地震具相似性,20世纪70年代至90年代北京及附近地区4级中等地震大多发生在北京远郊区县,震中烈度一般4至5度。
2 国外干热岩地热资源开发应用美国人莫顿和史密斯于1970年提出干热岩发电。
1972年,他们在新墨西哥州北部打了两口约4000m 的深斜井,从一口井中将冷水注入到干热岩体,蒸汽从另一口井出来,发电功率达2300kW [5]。
冰岛成功开发了多处干热岩地热发电项目。
该国雷克雅维克能源投资公司 (Reykjavik Energy Invest) 计划在吉布提勘探开发地热发电项目,钻进过程中要求定向取芯分析岩性,在垂深1600m 左右存在300摄氏度左右的干热岩,以泡沫泥浆为循环介质、应用定向对接井钻探工艺形成对接井组。
进行干热岩发电的还有澳大利亚、日本、英国、法国、德国和俄罗斯等。
增强型地热系统(EGS —Enhanced Geother mal Systems)是在干热岩(Hot Dry Rock )技术基础上提出来的,是指从地下3—10km 低渗透性岩体中经济开采深层地热的人工热能系统,具有热能蕴藏量巨大、利用效率高、系统稳定等特点。
最近,国际上对开发EGS 的呼声日益高涨。
3 国内干热岩地热资源调查研究现状我国尚未进行干热岩地热资源勘探开发,部分地区已开始进行干热岩地热资源调查研究。
天津地区处于高热流构造带附近,据勘探成果分析,沧县隆起上白塘口西断裂东侧大芦北口一带和团泊东图2 美国几种能源底数的比较[3]4.2 岩性[9]侵入岩。
侵入岩主要分布在昌平区、延庆县、怀柔区、密云县、平谷区及西山地区,出露面积1807.7km2,约占全市面积10.9%,占山区面积17.6%。
岩石类型有橄榄岩类、辉石岩类、辉石角闪石岩类、石英正长岩-富钾花岗岩类、斜长环球斑花岗岩类、基性斜长岩、辉长岩类、二长花岗岩类、花岗斑岩类、石英二长岩类、闪长岩类等,花岗岩类分布较多。
火山岩。
在北京地区地质历史中,曾多次出现火山喷发活动,火山岩分布广泛,出露面积约为2000km2,占全市面积的11.9%,主要分布在门头沟、延庆、昌平、怀柔、密云及平谷等区县。
岩石类型有玄武岩、粗面岩、火山碎屑岩、安山岩等。
变质岩。
北京市除去最北端(指怀柔区长哨营以北地区)外,广大地区都位于燕山沉降带范围之内。
在此区间,中、上元古界特别发育,是一套基本上没有变质的沉积岩系,呈明显不整合关系覆盖在变质岩系之上,成为古老变质岩系之上的第一个盖层,属于华北地台上一个狭长下陷地带。
北京地区的变质岩主要是区域变质岩。
岩石类型有麻粒岩、片麻岩、变粒岩、斜长角闪岩和斜长辉石岩、超镁铁变质岩类、板岩、千枚岩、片岩及磁铁石英岩等。
4.3 地温梯度根据北京市地热井测井资料分析,一般含水岩体的地温梯度低于同等条件下的不含水岩体,因而一般干热岩体的地温梯度较高。
2009年以前,北京地区勘探开发的地热资源均为低温型地热资源,近年来,随着凤河营地热田勘探出超过100℃的地热资源,北京地热田的性质发生了变化,成为中低温型地热田,但北京还存在较大面积的地热勘探空白区。
位于平谷区后北宫地区的地热勘探井(平热-3),井深651m,揭露的地层为太古界片麻岩,是北京在片麻岩地层中钻探成功的第一眼地热井,日出水量540m3,出水温度33℃。
0~200m平均地温梯度为1.24℃/100m;200~400m平均地温梯度为6.55℃/100m;400~650m平均地温梯度为5.32℃/100m。
井底岩体温度为38.5℃。
推测平谷区后北宫地区埋深650~5000m岩体的平均地温梯度为3℃/100m,则于4550m具备干热岩条件。
北京市地热资源规划十大热田之一的凤河营地热田,第三眼地热勘探井于2011年12月27日成井,井深3356m,成功探获日自流量为3002.5t,温度117℃的高温自流地热水汽混合流体,同时刷新了北京市地热资源勘查的地热流体自流流量、温度和自喷压力三项历史记录。
0~3350m平均地温梯度约为3.1℃/100m。
推测该井埋深3400~5000m岩体的平均地温梯度为3℃/100m,则4400m 处岩体温度达150℃。
由此可见,北京地区具有存在干热岩地热资源的可能性。
5 技术经济可行性5.1 钻探技术可行性国内具备施工干热岩地热井钻探设备、技术。
长城钻探工程技术研究院泡沫定向钻井技术应用研究,在肯尼亚地热井钻探中取得新突破,成功解决了该国Olkaria地区高温地热井施工技术难题。
2006年12月,长城钻探工程有限公司中标肯尼亚Olkaria地热井钻井项目,由于地层温度高(将近350℃)、定向井深度达3000m,钻进效率低、工具耐温性能差,固井质量普遍很差,又由于Olkaria地区裂缝非常发育,地热井钻井施工选用常规钻井液体系,漏失量非常大,无法建立起正常的钻井循环[10]。
我国的定向钻进技术:《定向连通井技术的研究》获图3 参照我国采卤水平对接井组[11]得2004年中国地质科学院十大科技进展。
近年来,国内一些单位已掌握此项技术,并成功地完成了大量盐、碱矿采卤水平对接井。
钻井设计方面,参照我国盐碱矿开采水平对接井[11],见图3,可以两口水平井对接或压裂连通,可以不挂管。
5.2 经济社会效益可行性(1)供暖、环保及减排干热岩地热能的开采方式为:一注一出(一口井注水一口井出水)、一注二出、一注四出等方式[12],或单井循环(下入中心管或U型管),热水可以直接供暖,也可以建设热水厂。
干热岩对接井组与供暖系统可以形成闭式循环系统。
水源能重复利用。
北京每个冬季供暖期为4个月左右,需要燃烧大量的煤(远郊区县)和天然气(城区)。
2009年至2010年供暖季,供暖使用天然气达到51.55亿立方米[13]。
如果能够大量提取地球深部的热量用于供暖、供热水,对于北方城市意义非凡。
(2)中低温发电以中低温地热水为能源的地热电站在国外并不少见,例如美国阿拉斯加已建成用72℃地热水发电的机组。
2010年11月23日上午,中国科学院广州能源研究所和天津大学在北京联合举办了“‘十二五’中国中低温地热发电关键技术开发与应用前景研讨会”。
我国在中低温地热双循环发电技术开发和应用方面,上世纪70年代做出了多次尝试,80年代对兴起的卡林纳循环技术也有一定程度的研究,但近10年来进入摸索期,相关研究相对滞后。
欧美等国陆续建设少量示范性地热双循环电站,取得一定的研究成果。