新能源 蓝天梦——聚焦中深层地热资源高效开发与利用

□《中国国土资源报》记者 滕 艳

近日，在中国地质大学（北京）和中国地质科学院水文地质环境地质研究所共同主办的第二届中深层地热资源高效开发与利用研讨会上，近百名专家学者发出呼吁：要立足现有基础，大力开发油区地热资源，加快油区地热资源评价和直接利用步伐；完善配套技术，建设油区中低温地热发电、油—热—电联产示范项目；开展我国深部干热岩资源调查评价，积极探索干热岩发电技术，为我国开展地下高温岩体钻探及开发利用提供科学依据。

节能减排和应对气候变化使得地热开发备受关注

资源、能源、灾害和环境是当今人类面临的几大问题，节能减排和应对气候变化使得国内外石油企业均高度关注绿色开发利用能源，发展可再生能源已成为国内外各大能源公司的重要战略，地热成为其中的重点发展项目之一。

国际地热协会主席、美国工程院院士、斯坦福大学罗兰·霍恩教授表示，2005年开始的高油价以及减少温室气体排放的全球性需求使全球各国高度关注可再生能源。全球地热资源潜力巨大，具备的稳定性优势也使其成为备受青睐的因素之一，还具备二氧化碳减排优势。因此，地热能的开发在全世界范围内发展迅速，既有像新西兰、印尼和美国这样长期热衷于开发地热能的国家，也有像澳大利亚和德国这样过去对地热能不太感兴趣的国家。

水环所马峰介绍，干热岩被认为是未来的清洁可再生地热资源，干热岩的热能通过人工注水方式加以利用，整个过程处于封闭循环系统，不会发生热泉等常规地热资源利用时出现的排放硫化物等有毒气体或出现阻塞管道现象；也不像水电那样，因修建水坝而破坏生态系统或受河流流域降水量多寡的影响；还不像火电那样，向大气排放大量的二氧化碳等温室气体及粉尘等气溶胶颗粒物。

我国地热资源丰富，为地热开发利用奠定了物质基础

据中国工程院院士马永生介绍，在我国，浅层地热能资源量每年相当于95亿吨标准煤，常规地热能资源量相当于8530亿吨标准煤，增强型地热能资源量相当于860万亿吨标准煤。

中科院广州能源研究所吴能友表示，深层地热是最主要的地热资源存在形式，开发深层地热才能真正打开地球庞大的热库。

据介绍，我国高温地热资源处于印度板块、太平洋板块和菲律宾板块的夹持地带，属全球构造活动最强烈的地区之一，主要分布在藏、滇地热带，台湾地热带的大屯火山群及中央山脉地区，海南琼北、吉林长白山天池以及黑龙江五大连池。我国中低温地热资源分布于东南沿海和胶辽半岛地热带以及华北、江汉、四川盆地等。松辽、渤海湾、苏北盆地是我国的高温热盆，也是我国主要的含油气盆地，具有丰富的伴生和非伴生（常规）中低温地热资源，地热资源潜力巨大，按2%的可开采储量计算，相当于中国2010年能源消费总量的100倍。

值得一提的是，在念青唐古拉山下部，温度在500℃以上的熔融岩体水平长度约180千米，垂直高度为20千米，蕴藏着中国亟待开发的最优质接替能源。特别是当雄—羊八井盆地一线，长约150千米以上、深部7千米～18千米范围内所蕴藏的地热资源总量为5.4亿万千瓦年，是高温岩体地热开发的极好选址场所。

我国地热能开发机遇与挑战并存，地热采暖开发初具规模，油气区地热已初步利用，地热发电尚处于起步阶段

与会专家表示，我国地热能开发机遇与挑战并存：

一是已探明的大型高温地热田少。研究显示，滇藏地热带有61个高温地热系统，热能累计达到120EJ，地热发电总潜力为5817MW。但是，已经开发的大型高温地热田少，已经查清的中低温大型优质热储不够。

二是油区地热利用仍处于初级阶段，尚未形成规模。我国油区地热资源有待进一步落实。目前，一些油田已经开展了伴热输油、建筑物供暖及发电试验，但规模化开发利用不够。特别是地热发电刚刚起步，仅羊八井地热电站一枝独秀。

三是干热岩的热能潜力已经初步查明，已有战略框架，但是，下一步勘探方向不清，亟待优选靶区。

四是油田生产过程中地热直接利用配套技术体系尚未形成，中低温、干热岩地热发电配套技术尚需攻关，国家扶持政策尚需进一步落实。

“由于石油企业在钻井、流体矿产勘探、开发、集输方面具有的优势，可快速移植至地热资源勘探开发，因此成为全球地热资源开发利用重要力量。”马永生说，“当前我国石油企业地热资源开发利用以直接利用为主，地热采暖开发初具规模，油气区地热已初步利用，地热发电尚处于起步阶段。”

据中国科学院地质和地球物理研究所庞忠和介绍，中国地热直接利用世界第一，截至2010年，地热直接利用的总功率为8898MWt，年产能20932GWh/a。目前，在大庆、胜利、辽河等主要油区中，地热主要的利用方式为原油伴输加热、油管热洗、稠油热采、油田建筑采暖和制冷。如，河南油田二门联合站污水余热利用项目，年可替代天然气487万立方米。华北油田利用油井高温采出液每天热煮油管500根，年节约燃油300吨。

常规地热田主要有蒸汽田和热水田两种。油田伴生地热基本上属于热水田一类，储层温度比较低。随着中低温发电技术的快速发展，可供发电的地热资源温度越来越低。美、法、德、日、意、英等国家已经掌握了中低温地热发电关键技术，进入实际开发利用阶段。如，美国阿拉斯加Chena电站的地热资源温度约在70℃，目前已经成功稳定运行6年多，经济效益良好。2011年，华北油田的留北油田建成了中国第一台400kw油田中低温伴生地热发电站，不过仍然有许多关键技术亟待解决。

瞄准未来，专家提出开发建议

为促进我国地热能开发利用，2013年2月，国家能源局、财政部、国土资源部和住建部等四部门发布《促进地热能开发利用的指导意见》，给地热能这一新能源的开发利用打开政策空间。

与会专家提出，要立足现有基础，大力开发油区地热资源，加快油区地热资源评价，进一步摸清资源家底，以油田企业自身需要为主导，加快油区地热资源评价和直接利用步伐。

近年来，地热增强系统（EGS）在世界范围内受到一定程度的重视，其优势是可能找到温度较高的地层，建立大功率地热发电站。罗兰·霍恩教授表示，目前，部分国家已经建立一些EGS项目，选择在非火山活动区采用地热增强系统技术开发干热岩地热能。如美国有6个在建EGS项目，试图在不同的技术层面进行探索和研究，包括发现新的地热田以及提高现有地热田开发程度，研发可靠的EGS开发方案和技术等，确保有可持续、足够高的产能（温度与流量），并能保证不会诱发地震灾害。

与会专家建议，积极完善配套技术，加快中高温地热发电的规模化应用，建设油区中低温地热发电、油—热—电联产示范项目。油田伴生和非伴生地热资源量的评价方法有待完善、统一和标准化，评价区域有待增加，尤其是大于3000米深度的地热资源量有待进一步调查和研究等。开展我国深部干热岩资源调查评价，开展高温钻完井等配套技术攻关，积极探索干热岩发电技术，形成我国干热岩资源勘查开发技术规程及发展战略，为我国开展地下高温岩体钻探及开发利用示范提供科学依据。

在近40年里，我国地热发电的发展极为缓慢。现阶段地热发电技术主要包括地热干蒸汽发电系统、地热闪蒸发电系统、双循环发电系统。地大（北京）李克文教授建议选择无机械功转换的热能直接发电装置来利用地热资源，该技术具有与光伏发电类似的优点，最低可利用的资源温度可至40℃，是解决地热发电发展缓慢的途径之一，具有指数式增长的潜力。

目前中低温地热发电的主要问题之一是成本高，钻井成本约占60%以上。李克文表示，利用油田伴生中低温地热发电可以很好地解决这一问题。中国石油共钻井20多万口，只需对其中的部分探井稍加改造，即可用于地热开发。国际上，尤其是中国，相当一部分中低温热储由于渗透率低等原因，难以进行回注或回灌效率过低，利用油田伴生地热发电则基本上没有回注困难的问题。

吴能友表示，我国进行地热系统勘查选址应考察地温、热源、岩体性质、裂隙发育、地应力、沉积盖层以及是否接近负荷中心等方面，其中地温及热源尤为重要。选址地区应分为优先开发利用区——藏南和滇西，是我国大陆高温地热资源最为丰富的地区，足以建立高温地热电站，羊八井和腾冲热海尤为突出；勘探开发区——海南、福建等东南沿海及各油田沉积盆地，尽管多为中低温地热资源，但已建地热电站或经过几十年的石油勘探开发，可在已有大量钻孔基础上进行EGS资源调查和工程技术现场试验，此类区域应择优开发；综合调查区——长白山天池和黑龙江五大连池，这些地区具备开发潜力，但目前均缺乏钻孔资料，开发条件不成熟，应继续进行综合调查研究。

围绕大型地热田的预测与规模化开发，专家们提议加强地热基础研究，重点针对壳内熔融体热源、新生代火山热源、大陆裂谷深部热源、高放射性热源以及地壳浅部地热聚集机制进行靶区选择；开展热、储、通、盖等关键要素匹配组合形成大型地热田的机理，以及可持续开发利用模式研究。

（原载4月6日《中国国土资源报》）