地热资源的特点与可持续开发利用

关键词: 地热资源 开发 利用 可持续 中图分类号: T K529 文献标识码: A
文章编号: 1004- 4051 ( 2006) 10- 0008- 04
AVAILABLE PERSIST EXPLOITATION AND UTILIZATION OF GEOTHERMAL RESOURCES
L iao Zho ng li1 Zhang Yujie1 Chen W enbin1 Pen Zhimin1 Xio ng Xing guo2 ( 11 Cheng du Inst itute o f Geo log y and M ineral Resources # Chengdu 610082;
埋藏浅 ( 600 ~ 2000m ) , 多数 在 1000m 左 右, 井 口温度 多在 70 e ~ 90 e 之间, 储量 大, 储 层多, 单块地热田最大面积可达 600km 2, 热能利用潜力 在 500M W 以 上。我国 地热 资源潜 能巨大, 地下 3000m 以内可以直接利 用的经济型地 热资源约为 1353 亿 t 标煤 当量, 仅天然温泉释放 的热量每年 大约为 360 万 t 标煤当量。
在西藏的羊八 井已探 获 329 e 的 高温 地热 资 源, 在台湾的北投已打出 294 e 的高温地热井。在 云南的腾冲- 梁河一带, 其地热显示可与西藏羊八 井相媲美, 根据热海热田浅孔测温资料, 地表 20 多米深处水温高达 145 e 。我国地热资源的地理分 布恰好与当地的经济布局, 大、中城市的规划区相 匹配, 有利于地热资源的因地制宜地大规模开发和 利用。如在环渤海经济区, 经过勘查已发现近百处 地热田, 其中京津保三角地区就有 30 多处地热田 可供近期开发利用 ( 马殿辉等, 2000) , 地热资源
第 15 卷第 10 期 2006 年 10 月
中国 矿业
CHINA MINING MAGAZINE
V ol. 15, No . 10 O ctober 2006
地热资源的特点与可持续开发利用*
廖忠礼1 张予杰1 陈文彬1 彭智敏1 熊兴国2
( 11 成都地质矿产研究所 # 成都 610082; 21 贵州省地质调查研究院 # 贵阳 550004)
为了加快地热资源的开发, 必须认真贯彻 / 正 确处理经济发展同人口、资源、环境的关系, 资源 开发和节约并举, 把节约放在首位, 提高资源利用 效率0 的指导思想, 合理利用地热资源, 取得更好 的经济、环境和社会效益。为此, 在地热资源开发 中应重视以下几个问题。 31 1 搞好科学规划、加强前期地质论证工作, 避 免盲目开发
摘 要: 地热, 通常指那些能够经济地为人类所开 发和利用的 地球内部 的热资源。地热 资源是 可供
工业、农业利用的生态型能源。全面认识其资源属 性, 合理 开发地热经济, 是当前值得 深入研讨 的热门 话题。本文综述了地热资源的开 发利用现状及发展水平, 提出了地热资源 可持续开 发的设想和 建议, 实 现地热资源的可持续利 用。
地热资源作为一种清洁可再生能源, 在人们环 保意识越来越强烈 的今天, 也 受到越来越多 的关 注。2004 年 8 月, 在意大利佛罗伦萨举行的第 32 届地质大会上, 就专门设置 / T 091 06 地热田0 第 278 专题讨论地热资源。地热能在世界范围内的广 泛应用, 是因为它不仅是一种不会对环境造成污染 的能源, 而且 在于它的使用不 受时间和气候 的限 制。
地热田储存资源量大, 水源虽来自大气降水, 但水的径流缓慢, 形成热水的周期可达数千年, 甚 至上万年, 与地下冷水一般一年左右的循环周期有 明显不同。地热资源赋存在一定地质构造部位, 有 明显的矿产资源属性, 具有矿产资源和水资源的双 重性, 是集热、矿、水三位一体的清洁、宝贵、可
第 10 期
廖忠礼等: 地热资源 的特点与可持续开发利用
近年来, 随着社会经济发展、科学技术进步和 人们对地热资源认识的提高, 出现了地热资源开发 利用的热潮。天津市地热开发利用势头迅猛, 仅塘 沽池地区就开凿了 26 眼地热井。北京市珠市口大 街的 328 号位置, 成功地开 发出一口深 1400m 的 地热井, 井口 水温 52 e ; 在北京良乡 地区凿成 3 口日出水 量 2000L、水温 55 e 的地热井。京津地 区冬季地热采暖面积超过了 400 万 m2 。陕西省咸 阳市近两年来积 极开发热资源, 已打成 9 口地热 井, 井深 1600~ 1800m, 井口水温 65~ 104 e 。河 北省深州市已完成 4 口地热井, 出水温度达到 83 e 。山东省一些大中城市, 如济南市、青岛市、 威海市、泰安市、聊城市等相继开发利用地热水。 西藏羊八井电厂是我国装机容量最大的地热电厂, 运营 20 年来, 累计向拉萨市供电 11 亿 kWh, 占 拉萨电网电量的 45% 以上; 阿里地热资源的开发 也实现了服务于当地经济的目的。据不完全统计, 我国地热供热利用 总量已超过了 2282M W, 仅次 于美国。
Key words: G eothermal resources Explo itation U tilization A vailable persist
资源与环境是人类赖以生存、繁衍和发展的基 本条件, 资源环境与可持续发展已成为人类共同面 临的重大问题。近一个世纪以来, 全世界的人口增 长了 2 倍, 能源和天然资源的Biblioteka Baidu费 增长了 10 倍, 对人类的生存和可持续发展都提出了严峻的考验。
* 基金项目: 国家重点 基础 研究发 展规 划项 目 ( 2002CB412609) ,
国家油气 专 项 青 藏 高 原 油 气 资 源 战 略 选 区 调 查 与 评 价 ( 科 油
[ 2004] 06)
收稿日期: 2006- 03- 20 作者简介: 廖忠礼 ( 1969- )
男 博士 副研究员 主要从事岩
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利用的矿产资源。
21 2 地热资源的特点 ( 1) 地热能是一种清洁能源。我们所说的 / 清
洁0 是指地热能是相对其它能源对环境污染最小的 一种能源, 特别是由于地热开发利用技术的提高, 用高温地热田发电所产生的二氧化碳的排放量, 较 常规化石能源发电要小得多。
( 2) 地热资源是一种可再生、可持续使用的能 源。在地热源体系里, 地热水通过对流的方式实现 能量的传递, 属于可再生范畴。我们所说的地热资 源的可持续利用, 是以一个国家或地区的概念, 在 一个相当长的时间内来统一规划利用地热资源, 不 论是用于发电或是直接热利用, 使得新开发的地热 系统可以取代逐步被淘汰的旧系统。
搞地热资源 开发, 首先要在 地质勘查 的基础 上, 根据资源的储量、质量、性质、区位特点, 以 及区域经济发展的需求, 优化资源配置并做出科学
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合理的利用规划; 然后按照规划因地制宜地制定出 分步实施的方案; 再根据实施 方案进行正规 的设 计, 施工和设备选购。这样, 就改变了过去一些地 方出现的, 未搞清资源情况就开工上项目的盲目开 采现象, 从而避 免了资源、资 金的浪费和环 境污 染。
( 3) 地热资源的利用不受其它因素的影响。地 热资源的利用可以不受天气、季节的影响, 每一天 每一刻均可连续使用。即使在常规维修检查时, 地 热源电站仍可持续发电。相反, 其它形式的能源或 多或少要受一定的外部变化的影响。因此, 对于装 机容量相同的新能源发电站来说, 地热电站的年发 电量, 要高于风能发电场、光伏电站等。 2 我国地热资源概况与开发利用现状
我国是一个地热资源丰富的国家, 据黄尚瑶等 人资料统计122, 全国 水温在 25 e 以上的温 泉总数 为 2796 处, 其中 有 2004 处 分布在我 国中西部 地 区, 包括晋、蒙、豫、鄂、湘、桂、陕、宁、甘、 青、新、川、渝、黔、滇、藏 16 个 省、市、自治 区, 占全国 711 7% 。我国中西部地区拥有温 泉资 源的市县数为 455 个, 是全国市县总数 ( 681 个) 的 2/ 3。 此外, 在 我 国迄 今 发 现 的 水温 \100 e ( 或当地沸点) 的 93 处沸泉中, 有 81 处集中分布 在西藏、滇西及川西地区, 分别为 45、27 及 9 处, 其中 包括 世界 罕 见 的 间 歇 喷泉 。 据宾 德 智 资 料132 , 我国西南部地区地热资源最为丰富, 已探明可利用 的地热总量占全国 511 05% , 中南地区占 151 89% 。
石学及区域地质研究。
1 地热资源的基本特性与特点 11 1 地热资源的基本特性
地热资源是指在当前技术经济和地质环境条件 下, 能够从地壳内科学、合理地开发出来的岩石中 的热能量、地热流体中的热能量及其伴生的有用组
分。地球是一个巨大的热库, 从地面越往下温度越 高, 正常增温梯 度为每 1000m 增加 25 e ~ 30 e 。 由于构造原因, 地球表面的热流量分布不均, 部分 地区大于正常梯度时就形成地热异常。从全球地质 构造观点看, 大于 150 e 的高温地热资源带, 主要 出现在地壳表层各大板块的边缘、碰撞带、开裂部 位和坳陷区。
但是, 我国地热资源开发利用在取得了很大成 绩的同时, 还存在一些问题: 我国地热开发利用总 量很少, 还不到可利用量的千分之一; 绝大多数地 热开发利用水平很低, 仍然处在自发、分散和粗放 经营的阶段, 甚至个别地方还存在着盲目开采的现 象; 资源利用单一, 浪费严重; 重开发轻保护, 导 致地面下沉和环境严重污染。 3 地热资源的可持续开发利用
21 Guizho u A cademy of G eo lo gic Surv ey # G uiY ang 550004)
Abstract: Geother mal is heat resour ces of inner ear th that can be ex ploitation and utilization. Geothermal resources are ecoty pe energ y sources that can be utilizable for indust ry and ag ricultur e. It is a ho t topic to comprehensiv e under stand resources. att ribute and to ex ploit r easonably g eothermal eco no my. T his a rt-i cle summarizes t he ex ploit ative available status and develo pmental level about g eo thermal r esources, expat-i ate imag ine and adv ice of ava ilable persist ex plo itatio n, realize av ailable per sist ut ilization of g eothermal r esources.
近年来, 各地地质队伍采用先进技术方法进行 综合勘查, 综合 解释, 切实开 展前期地质论 证工 作, 在进行充分论证的基础上, 确定探采结合的地 热井井位。实践表明, 在多数情况下是成功的, 尤 其是在石油部门打过油气探井的地方打地热井, 因 有油气探井试油、试水成果, 成功率较高。因此, 有的地方根据石油探井提供的有关信息, 包括含水 层岩性、厚度、渗透性、水温、水化学等资料, 选 定井位, 对地热资源的勘探开发起到了重要指导作 用。有些地区的油气探井虽曾打出地热水, 但多已 封井, 如四川大邑县花水湾的一眼废弃探井, 经专 家进行可行 性论证 后被打 开, 获 得水温 近 70 e 、 自流量达 7000m3/ d 的自流热水。而在一些地方, 如成都凤凰山, 由于地质构造复杂, 勘查技术手段 有限, 致使钻探工作失利, 大量资金流失。目前, 就地热勘探工作的发展势头看, 各地地热井越打越 深, 不仅在地热异常区打井, 在非异常区也打, 风 险很大。因此, 为提高钻井成功率, 最大限度地减 少钻探风险, 做好前期地质论证工作取得必要的地 质依据, 是十分重要的。 31 2 合理开发, 综合利用, 有效保护, 实现地热 资源的可持续开发