国内外地热能开发及利用现状介绍

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

冰岛6768 直接供热

法国3592 直接供热

德国3546 洗浴、直接供热

荷兰2972 地源热泵

数据来源：国家可再生能源中心

近年来，地热资源直接利用发展迅速，其中地源热泵是增长最快的利用方式，2010年世界地源热泵的设备容量为35236MWt（兆瓦热量），在五年间增长了2.29倍，平均年增长率为18.0%。世界地源热泵的应用集中在北美、欧洲和中国。美国的绝大多数机组按制冷荷载的峰值设计,可以涵盖全部供热需求（除北部的州），其平均运行2000小时供暖，利用系数0.23。欧洲的绝大部分机组按供暖基础荷载设计，并常考虑用化石燃料补充峰值荷载，这样的机组在北欧国家一年可运行6000小时，利用系数达0.68。从统计来看，冰岛和土耳其地热能的贡献最大，冰岛89%的房屋供暖来自地热能，土耳其地热供暖达到全国供暖面积的30%。[3]

2013年3月5日-8日，世界银行常务副行长英卓华在冰岛地热大会上号召世界各国的捐赠人、多边银行、政府及私营部门积极加入“全球地热开发计划GGDP”，期待可以在更好地管理并降低地热勘探钻井风险的同时，让目前处于边缘领域的地热能源发展成为主流能源，实现为数百万人供电的目标。GGDP的初步目标是筹集5亿美元鼓励发展中国家开发地热能源。

二、国内地热能开发利用现状

（一）中国地热资源分布

我国地热资源总量约占全球的7.9％，可采储量相当于4626.5亿t标准煤，是地热资源相对丰富的国家。我国的高温地热资源主要分布在藏南、滇西、川西以及台湾省。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20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。从温泉出露的情况来看，我国主要有四个水热活动密集带：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。[4]

图3 中国地热资源分布概况

来源：胡圣标, 何丽娟, 汪集.中国大陆地区大地热流数据汇编(第三版). 地球物理学报,

2001,44(05): 611-626,doi:

2009年至2011年，国土资源部在系统收集中国基础地质、地热地质、水文地质、城市地质、石油地质等已有资料的基础上，对地热资源潜力进行了重新评价。评价认为，中国浅层地温能资源量相当于95亿吨标准煤。每年浅层地温能可利用资源量相当于3.5亿吨标准煤。如全部有效开发利用则每年可节约标准煤2.5亿吨，减少二氧化碳排放5亿吨；全国沉积盆地地热资源储量折合标准煤8530亿吨；每年可利用的常规地热资源总量相当于6.4亿吨标准煤，每年可减少CO2排放13亿吨。中国大陆3000米至10000米深处干热岩资源总计相当于860万亿吨标准煤，是中国目前年度能源消耗总量的26万倍。我国现已查明287个地级以上城市浅层地温能、12个主要沉积盆地地热资源、2562处温泉区隆起山地地热资源。

（三）中国地热能利用现状

我国在两千多年前就开始利用地热资源，但真正意义上科学开发利用地热资源是从上世纪70 年代开始。经过四十多年的发展，已经形成以供暖、洗浴等直接利用方式和发电为主的地热资源开发利用格局。另外由于浅层地温能几乎不受资源限制并且技术日趋成熟，因此近几年利用地源热泵开发浅层地温能进行供暖和制冷在我国各地区