我国地热资源开发利用现状及对策与建议

2010-01-22关锌

中国矿业 2010年5期

关锌

(中国地质大学(武汉)，湖北武汉 430074)

由于人类活动的影响，全球大气二氧化碳、甲烷和氧化亚氮等温室气体浓度显著增加，气候变化引起了气温增高、海平面上升、极端天气与气候时间频发等问题，对自然生态系统和人类生存环境产生了严重的影响。气候变化问题引起了全世界的广泛关注，成为当今人类社会亟待解决的重大问题。为了免受气候变暖的威胁，我国于2002年8月核准了旨在限制温室气体排放量以抑制全球变暖的《京都议定书》。扩大能源来源、改变严重依赖煤炭和石油的能源结构是减少温室气体排放量、解决全球气候变化问题的途径。2009年在哥本哈根召开的世界气候大会也把减排作为一项重要议题。

作为新型能源之一的地热资源，开发利用过程具有低成本、可持续利用和环保等其他能源不可比拟的独特优点。地热资源的开发利用，对于改善能源结构，解决日趋严重的全球环境问题具有重要的意义。

1 我国地热资源分布规律及特征

我国地热资源分布具有明显的规律性和地带性。地热资源主要分布于我国的东部地区、东南沿海、台湾、环鄂尔多斯断陷盆地、藏南、川西和滇西等地区，目前已勘探的地热田有103处，可采地热资源量(B+D级)为33283.473×104m3/a，初步评价的热田214个，D+C级热水可采资源量约5×108m3/a。

大地热流值的分布具有明显的规律性。西南地区沿雅鲁藏布江缝合带，热流值较高(91～364MW/m2)，向北随构造阶梯下降，到准噶尔盆地只有33～44MW/m2。东部台湾板块地缘带，热流值较高，为80～120MW/m2，越过台湾海峡到东南沿海燕山期造山带，降为60～100MW/m2，到江汉盆地热流值只有57～69MW/m2。

沉积盆地传导型地热资源主要分布于我国的东部地区、琼雷盆地、松辽盆地和环鄂尔多斯断陷盆地等地区，均为中低温地热资源。隆起山地对流型地热资源主要分布于我国的东南沿海、台湾、藏南、川西、滇西和胶辽半岛等地区，其中，高温地热资源主要分布于我国的藏南、滇西、川西和台湾地区，其余地区主要分布着中低温地热资源。

2 我国地热资源开发利用现状

据统计，到2005年,我国直接利用地热资源的热能为12604.6GWh，设备容量3687MWt,分别居世界第一和第三位。同时，我国地热开采利用量以每年10%的速度增长。

目前，我国地热资源主要应用于以下方面：

2.1 地热发电

我国拥有150℃以上高温水热系统的温泉区近百处，主要集中分布于藏滇地热带和台湾地热带。20世纪70年代我国建设了多处中低温地热发电站(表1)。并开始利用高温地热资源发电，先后在西藏羊八井、朗久建工业性地热发电站。

表1 我国地热电站装机容量一览表

2.2 中低温地热直接利用

我国中低温地热直接利用主要在地热供暖、医疗保健、洗浴和旅游度假、养殖、农业温室种植和灌溉、工业生产、矿泉水生产等方面。并逐步开发了地热资源梯级利用技术、地下含水层储能技术等。目前，在全国地热水利用方式中，供热采暖占18.0%，医疗洗浴与娱乐健身占65.2%，种植与养殖占9.1%；其他占7.7%。

(1)地热供暖。集中在北方的北京、天津、西安、郑州、鞍山等大、中城市以及黑龙江大庆、河北霸州、固安、牛驼镇等油区城镇，开发利用60～100℃的中低温地热水、热尾水和浅层地热能。北方利用地热采暖，已取得良好效果。地热供暖见表2。

表2 地热供暖情况表

(2)医疗保健。地热流体中具有较高的温度、含有特殊的化学成分与气体成分、少量生物活性离子及放射性物质等，对人体各系统器官功能调节具有明显的医疗和保健作用。据统计，用于医疗保健的地热田在全国已有126处，遍及全国20多个省(区、市)。

(3)洗浴和旅游度假。利用地热水进行洗浴，几乎遍及全国各省(区、市)。全国开发地热水用于洗浴的水量估计每年约1.38亿m3，利用地热能716.45MWt，即每年相当于节约或减少了77.1万t标准煤用量，为4亿人次提供了地热水洗浴。

我国藏南、滇西、川西及台湾一些高温温泉和沸泉区，不仅拥有高能位地热资源，同时还拥有绚丽多彩的地热景观。如：云南省腾冲是保存完好的火山温泉区，拥有火山、地热景观及珍贵的医疗矿泉水价值；台湾省的大屯火山温泉区也是温泉疗养和旅游观光胜地。

(4)养殖。北京、天津、福建、广东等地起步较早，现已遍及20多个省(区、市)的47个地热田，建有养殖场约300处，鱼池面积约445万m2。此外，还有地热孵化禽类、地热烘干蔬菜、地热水加温沼气池与牲畜洗浴池等，也取得良好效果。

(5)农业温室种植和灌溉。利用地热资源非常适合生物的反季节、异地养殖与种植。利用地热能可以为温室供暖，地热水中的矿物质还可以为生物提供所需的养分。据统计，全国现共有地热温室和大棚133万m2。我国温室种植开采利用地热资源折合标准煤21.5万t/a,占地热资源年开采总量的3.4%。

(6)工业生产。目前主要用于纺织印染、洗涤、制革、造纸与木材、粮食烘干等，部分地热水还可提取工业原料，如腾冲热海硫磺塘采用淘洗法取磺，洱源县九台温泉区挖取芒硝和自然硫。华北油田利用封存的油井深部奥陶系进行地热水伴热输油，完全替代了锅炉热水伴热输油，取得了明显的经济、社会效益。

世界上有72个国家已开展地热直接利用，2005年世界地热大会的统计资料，地热直接利用的年利用热能为76000GWh，其中的52%是常规地热和地源热泵的供暖利用，48%是洗浴、游泳、医疗、种植、养殖等利用。我国常规地热资源每年直接利用的能量一直位居世界第一，2007年的统计是11426GWh(如加上地源热泵利用总计为16187GWh)。

3 地热资源开发中存在的问题

3.1 全国地热资源勘查评价程度低

国家对地热资源勘查投入严重不足，全国大部分地区尚未开展地热资源勘查，特别是我国西部地区的中低温地热资源，基本未开展正规的地热勘探。有的地区虽进行过勘查，但限于当时的技术和经济水平，不适应开发利用的需要。经过资源储量管理部门审批可作为进一步勘查或开发利用规划的地热田103处，约占已发现地热田的1/3。勘查评价滞后于开发利用，基础地热地质勘查工作薄弱，后备资源不足。影响地热资源勘查开发规划的制定和地热产业发展。对于服务于各级政府地热资源规划的评价、论证和区域性地热田资源勘查评价等基础性、区域性、全国性勘查工作滞后，政府管理部门不可能做到科学管理。

3.2 高温地热发电近20年来发展缓慢，没有新增装机容量

近20年来，我国关停了六个中低温中间介质法试验地热电站，高温地热发电也仅限于西藏羊八井。虽然曾经对西藏若干个具有巨大开采潜力的高温地热田进行了勘查，但是由于很多显示问题尚待解决，截至目前仍然没有投入开发。这与世界水平比较，我国已经远远落后于起步较晚的菲律宾、印尼等国家。

3.3 干热岩资源开发及相关技术在我国尚属空白

干热岩资源丰富，开采潜力巨大，美国、日本等国家曾进行了大量的勘查、试验和研究工作，有的试验点已经具备商业开发价值，积累了丰富的经验。我国急需积极进行干热岩勘查与开发的试验研究为科学规划与指导我国地热资源发电提供基础资料。

3.4 浅层地热资源评价等技术滞后

可利用的浅层地热能资源在我国广泛分布。浅层地热能资源的科学利用为建立节约型社会、节能减排和发展循环经济提供了有效的途径。近10年来，在政府支持和倡导下，我国一些大城市陆续开展浅层地热能资源的开发利用，相关技术发展速度较快。但在利用浅层地热能的地源热泵工程中也出现了一些问题，如热泵工程或地下换热系统不能正常运转、效率降低等。对浅层地热资源的开发利用缺乏统一的管理，信息化程度较低。