中国地热能源开发的机遇与挑战

中国地热能源开发的机遇与挑战

黄少鹏

（西安交通大学全球环境变化研究院地热与环境变化研究实验，西安，710049；Departmentof Earth and Environmental Sciences, University of Michigan, Ann Arbor,

MI48109-1005, USA）

摘要

作为低碳新能源家族的一员，地热能源开发已经被提到国家应对气候变化和防雾治霾的议事日程。中国是世界上最早利用温泉的国家之一，但在高温地热能源开发方面却还很落后。本文回顾了地热资源开发历史，分析了我国地热能源开发落后的原因，认为要切实改变当前的落后局面，不仅需要产业界克服工程技术方面的障碍，而且需要地热学界重新评估我国包括水热系统和干热岩在内的地热资源分布格局，更需要政府主管部门调整目前重西部而轻东部的地热能源开发指导方针。我国西部边远地区地表高温水热显示强烈，但地热开发面临与其它新能源的激烈竞争；经济发达、能源需求旺盛的东部地区高温沉积盆地发育、火山活动强烈、高放射性生热率花岗岩体分布非常广泛，预示存在丰富的干热岩资源。政府有关部门在继续鼓励西部常规水热系统能源开发的同时，应该重力在东部地区打造增强型地热系统和油热联产示范工程，展示深部高温地热能源开发的巨大潜力。

关键词地热能源水热系统干热岩重新评估方针调整

Opportunity and Challenges for GeothermalEnergy Development in China Abstract

As amember of low carbon alternative energy family, geothermal energy is now on thetable as a means to mitigate global warming and air pollution. China is rich ingeothermal resource. It has a long history of thousands of years of direct utilizationof hot sprint water. However, the country has lagged behind in geothermal powerdevelopment. This paper brings China in the context of world wide geothermaldevelopment. It seeks insights into the cause of the Chinese lagging and urgesconcrete steps to promote geothermal power development in the country. Not onlydo engineers need to overcome key technical obstacles, but also the geothermalcommunity must reassess the spatial distribution of the country’s geothermalpower potentials of both hydrothermal systems and hot dry rocks with contemporaryconcept. Moreover, the decision makers ought to adjust the national geothermaldevelopment guidelines that currently treat the geothermal resource in easterncoastal areas inferior to that in the western Tibetan Plateau. In the remotewestern China, although there are hydrothermal systems at shallower depths asindicated by widespread high temperature hot springs, geothermal energydevelopment faces tough competition with hydro, wind,

and solar powers. Whereasin the economy booming and energy demanding eastern China, there are widespread Mesozoic-Cenozoic sedimentary basins of high geothermal gradients, numerous graniteplutons of high radiogenic heat production rates, and active Quaternary

volcanism,suggesting great potentials of high temperature resource at greater depths forgeothermal power development. While the government agencies and geothermalcommunity should continue to encourage development with hydrothermal systems inthe west, they ought to work together to develop demonstration projects toshowcase the great potentials of enhanced geothermal system and oil-heatcoproduction in the country’s east.

Key Words Geothermal energy, Hydrothermal system, Hot dry rocks, Resource reassessment, Guideline adjustment

1.引言

地热是蕴藏于地球内部取之不尽用之不竭的清洁能源，联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）第三工作组发表的《可再生能源特别报告》[1]指出，就技术可采潜力而言，地热能是仅次于太阳能的第二大清洁能源。可资开采利用的地热资源大多趋于在板块构造边界及其它构造活动区富集，我国西部直接经受着印度板块与欧亚板块的碰撞，东部则受控于太平洋板块向欧亚板块的俯冲作用。由于这一独特的构造背景，我国地热资源分布广、类型多[2]，新近地质调查部门和科学家的分析报告清楚地表明[3, 4]，地热可采资源量巨大，是全国年社会总能耗的数千倍。

国家能源局2012年发布《可再生能源发展“十二五”规划》，提出到2015年我国地热发电装机容量要争取达到100兆瓦的目标；国务院发布的2014年政府工作报告中，明确要求扶植包括地热在内的新能源产业以重拳治理雾霾。在国际上，联合国政府间气候变化专业委员会(IPCC)和国际能源署（IEA）预测[5, 6]，到2050年全世界地热发电装机容量将占总电力装机容量的3.0%。中国是世界上第8个利用地热发电的国家，首个地热发电站于1970年即已投产，但是目前在线的总地热发电装机容量还不足25兆瓦（MW），在世界地热发电装机容量排名中，中国已经退居第18位。地热能源开发的这一落后现状既与我国巨大的地热资源储量不相符，也与发展低碳新能源的国家战略不相称[7]。

随着应对全球气候变化和治理环境污染特别是防雾治霾的社会需求的日益高涨，地热能源作为一种本土稳定低碳能源必将迎来新的发展时期，地热学界和产业界正面临着重大的机遇与挑战。

2.世界地热资源勘探开发历史和现状

人类利用地热资源已经有几千年的历史。中国是世界上最早开发利用地热资源的国家之一，早在春秋战国时期便有温泉洗浴的记载。古都西安的华清池被认为是世界上最古老的地热设施。但直到目前我国对于地热资源的开发利用基本上没有超越祖辈世代相传的洗浴、保