中國地熱資源分布與開發利用前景

  地熱資源作為一種極具競爭力的清潔和可再生能源，可替代化石燃料，用于室內供暖與發電等，促進區域經濟發展。規模開發利用是應對全球氣候變化和節能減排的需求，且其巨大的資源儲量決定了地熱能必然成為人類未來的重要替代新能源之一。地熱資源按深度劃分可分為淺層，中深層和超深層地熱資源。淺層地熱能通過鉆孔熱交換器及熱泵得以開發利用，其深度范圍一般為200米以淺，包括土壤層及淺層含水層。中深層地熱資源一般介于200米至3000米之間，按照開采系統還可細分為水熱系統中的對流換熱系統（在含水層中布置開采井和回灌井）和傳導換熱系統（深井換熱系統）。超深層地熱資源埋深通常超過3000米，可為干熱巖或水熱系統。

 

  在我國，地熱資源的開發始于上世紀70年代，尤以水熱型開采為主，用于供暖和洗浴。受石油危機驅動，大量的地熱田得以開發，并由此而帶來了全國地熱資源的評價。通過幾十年的工作，我國大陸的熱背景及地熱資源分布逐漸明朗。

 

  伴隨著我國地熱資源的大規模開發，地熱學包括地熱資源的理論與應用研究均在我國取得了巨大的進步，如地球動力學研究的地熱學證據、大型巖溶熱儲成因與評價研究、熱儲工程中的采灌井距經濟性評價與深井換熱效率評估等。龐忠和等總結了近些年來的地熱學的理論進展，指出過去20年來，我國地熱研究經歷了由淺入深、從今到古的發展歷程，為國家能源與安全建設作出了巨大貢獻。汪集暘等出版了《地熱學及其應用》一書，全面總結了近些年來地熱學的理論與應用工作。

 

  近年來，國家頒布多項政策支持地熱發展。如2013年1月10日頒布國能新能[2013]48號文《國家能源局、財政部、國土資源部、住房和城鄉建設部關于促進地熱能開發利用的指導意見》；2014年6月25日頒布能綜新能[2014]497號《國家新能源綜合司，國土資源部辦公廳關于組織編制地熱能開發利用規劃的通知》；2017年1月23日印發了《地熱能開發利用“十三五”規劃》，規劃指出，在“十三五”時期，新增地熱能供暖（制冷）面積11億平方米，其中：新增淺層地熱能供暖（制冷）面積7億平方米；新增水熱型地熱供暖面積4億平方米。新增地熱發電裝機容量500MW。到2020年，地熱供暖（制冷）面積累計達到16億平方米，地熱發電裝機容量約530MW。2020年地熱能年利用量7000萬噸標準煤，地熱能供暖年利用量4000萬噸標準煤。京津冀地區地熱能年利用量達到約2000萬噸標準煤。

 

  開發利用思路

 

  針對我國地熱資源分布特征，立足于國家需求，我們提出以下地熱資源開發思路：

 

  1

  “熱”、“電”并舉，以“熱”為主。即基于我國地熱資源分布特征以及我國用熱需求，地熱供暖（及其他用熱形式）與地熱發電要同時開展，但應以供熱為主。

 

  2

  “深”、“淺”結合，由“淺”及“深”。即中深層地熱能與淺層地熱能互相結合，因地制宜，充分利用地熱資源。利用中深層地熱能的優勢是占地面積小，但其缺點是資源分布不均；而淺層地熱能的優勢是受地域限制小，但占地面積大，且有可能產生冷/熱堆積等問題。將二者有機集合，有利于充分利用地熱資源。

 

  3

  “東”、“西”兼顧，“西”電“東”熱。即我國東部、西部均可利用地熱能，西部，尤其是西藏地區要將地熱發電放在首位，而東部地區則側重于熱的利用。如前所述，我們國家大陸西部高溫地熱豐富，地熱發電成本較之東部地區更為合適，且能夠為地方用電需求做出重大貢獻；而東部地區，從我國北方一直到南嶺以南都有清潔供暖需求，該區域中低溫地熱資源豐富，恰可用于供暖。

 

  4

  “干”、“濕”有度，先“濕”后“干”。即干熱巖和水熱型地熱資源應有所側重，要先盡量利用水熱型地熱資源，而后再進行干熱巖的開發。一方面，我國水熱型地熱資源豐富，開發利用程度不高，仍有大幅利用空間；另一方面，干熱巖開發成本較高，現階段進行商業化開發還不現實，應首先進行科學研究，在技術具備后，再進行商業化開發。

 

  5

  “天”、“地”合一，“動”、“靜”結合。即地熱與其他可再生能源互補綜合利用，實現較高的能源使用效率，稱為地熱“+”。“天”（太陽能）“地”（地熱能）合一，“動”（風能）“靜”（地熱能）結合，加速我國新能源和可再生能源發展。