加强对地热资源开发利用监管的建议

加强对地热资源开发利用监管的建议

地热资源可用于发电、采暖、洗浴、养殖的产业，地热资源是指现有条件下可供开发的地热能、地热流体及其有用组分。而开采利用阶段主要包括地下热水的开采、传输、供热和回灌等过程；运行管理阶段主要包括动态监测、设备维护和人员管理。

浅层地温能开发利用主要有地下水源热泵和土壤源热泵两种方式。热泵机组主要由压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀、调节阀控制系统和换热器组成，在能量转换时需要消耗一定的辅助能量（一般为电能），在压缩机和机组内部制冷剂共同作用下，从环境（地下水、土壤）中吸取低品位热能，然后转换为高品位热能释放至循环介质中加以利用。地下水源热泵系统的热源为地下热水，冬季热泵机组从生产井提供的地热水中吸收热量，提高热能品位后，对建筑物供暖，取热后的地热水回灌地下；夏季则生产井与回灌井交换，将室内余热转移到低位热源中，实现降温或制冷。

深层地热能的开发利用过程深层地热能开发利用可分为直接利用和间接利用两种方式。间接利用主要指发电，用于发电的地热流体一般要求在１８０℃甚至２００℃以上才比较经济。直接利用对水温要求相对较低，包括供暖、洗浴和养殖等。对深层地热能若开发利用过程中能实现完全回灌，则对环境的影响较小，主要是产生噪声和对大气环境的影响；若不能实现回灌，则对环境的影响较大，尤其是对生态环境的影响较大。

地热资源与其他常规能源相比有经济和环境方面的优势，但在开发利用过程中仍会对环境造成影响，主要包括对地下水、地表水、生态、土壤、大气以及声环境等造成的影响。

一、地热资源开发利用过程中产生的环境问题

地下水环境问题地热资源开发利用对地下水环境的影响主要体现在水质、水位（资源问题）和水温（热污染）三个方面。（１）水质问题。深层地热水水质因地而异，其成因决定了地热水矿化度较高，往往富含微量元素和重金属元素。随尾水排放、异层回灌或钻井阶段井壁套管破裂，高矿化地热水会进入浅部地下水并与之混合，导致浅部地下水水质改变。已有水质监测数据表明，我国北方某些地热开发区浅部地下水中矿化度和含氟量较高。（２）资源问题。深层地热能资源往往埋藏深，地下热水补给缓慢且补给量小，若长期无回灌的持续开采必将造成地下水位持续下降，不但会造成地热能源浪费，而且会导致地热资源枯竭，并产生地面沉降或塌陷等一系列次生地质灾害。（３）热污染问题。地热水经过一级或多级次利用后温度降低，但相对于地下水而言其尾水温度仍较高，当地热尾水渗入地下后，由于其温度较高会打破地下水原有的温度场平衡，导致局部地下水水温升高。（4）大气环境问题地热水中往往含Ｈ２Ｓ、ＣＯ２等气体，排放到大气中会影响周围的大气环境。Ｈ２Ｓ气体对人体危害较大，浓度低时能麻痹人的嗅觉神经，浓度高时可致人窒息而死。ＣＯ２是地热气体中的主要成分，含量可高达８０％～９５％，若任意排放，会加剧温室效应。此外，热泵机组中冷凝器和蒸发器所用的工作介质（如Ｒ２２、二氟一氯甲烷）排放到大气中也会影响臭氧层。（5）地热水利用后仍含有大量余热，尾水温度甚至可达４０℃以上，地热尾水排入地表水体后，受水水体的温度升高，这会加速水中含氮有机物分解，导致地表水体富营养化；同时有机物分解会消耗水中大量的溶解氧，导致水体缺氧，影响水生生物正常生长；此外，地表水体水温升高还将使水分子热运动加剧，水汽在垂直方向上的对流运动加速，水体周围土体中水分蒸发加速而造成土体失水，导致陆生动植物因生活环

境改变而大量死亡或迁移，破坏了原有的生态平衡。另一方面，地热水含有氟、重金属和其他有害元素，地热尾水与受水水体混合后会影响受水水体水质。（6）从长远角度来看，高矿化度地热尾水长期排放，使盐分在土壤中日渐积累，尤其在蒸发强烈的干旱地区，会造成土壤盐渍化。(7)长时间大量抽取地下热水而无回灌，必将导致地下水位持续下降，孔隙水压力减小，有效应力增加，致使土层压密或盖层破裂，引起地面沉降，在岩溶地区还可能会导致地面塌陷。

二、地热资源开发利用过程中存在的问题

一是管理体制不完善、监管力度不够，地热管理法规、政策和标准体系尚不完善，对地热资源的破坏浪费缺乏强有力的法律约束。表现在，管水、管矿、管热的部门分头管理：矿业协会、能源协会、水资源协会等多行业协调。政府很少给地热投资，导致地热开发管理混乱，无人普查勘探和进行资源评价。

二是经济法规不平衡，利用地热资源只想国家缴纳补偿费，并非向市场有偿购买。而其采暖收费缺执行同燃煤、燃油的统一标准。这样，使供水、供热单位有明显的效益，对效益的追逐导致了开发过热状态，易于形成无节制掠夺式的开发趋势。

三、几点建议

为了避免地热资源开发利用过程中的环境问题，需要以地热系统理论为指导，将资源—环境—经济作为一个整体系统，采取以防为主，进行统一部署、统一规划和综合管理。具体防治措施如下：（１）政府相关部门应加强监控与管理，严格地热工程的审批制度，强调地热资源开发过程中的监测网络和回灌系统建设以及综合开发利用，使地热资源能够合理有序地开发利用，减少盲目开采对地热资源造成的浪费以及过量开采所导致的潜在地质灾害影响的积累。（２）加强地热资源勘查、开发和保护中的关键技术研究，如加强地热尾水回

灌技术和地热尾水处理研究；强化热能利用效率和传热管道保温措施，降低地热消耗和尾水温度；提高地热资源的综合利用效率和经济环境效益。（３）针对不同的环境问题，以“预防为主，防治结合”为原则，逐个击破，将问题最小化，并针对具体环境问题采取适宜的解决方案：①针对热污染，采用梯级多次利用，如利用地热尾水养殖、洗浴或温室种植和尾水回灌，但是值得注意的是，回灌对地层条件有一定要求，同时由于地热尾水温度的改变使某些矿物质发生沉淀，会对热储层或回灌井造成破坏；②针对生态环境问题，钻井完成后要及时恢复当地植被及加强尾水回灌，不能回灌的地区则采取必要的地热尾水处理措施，如可在广大农村地热区利用水生植物系统（如三棱草、芦苇和香蒲等）净化地热尾水，而净化后达到农田灌溉标准的尾水用于农业灌溉；③针对大气环境问题，地热蒸汽中对环境影响较大的为Ｈ２Ｓ、ＣＯ２气体，可采用物理或化学的方法将其去除，如用蒸汽转化法、燃烧法、生产商业性硫等方法去除Ｈ２Ｓ，通过地热井蒸汽分离生产商业性的ＣＯ２用于温室蔬菜栽培。