地热资源的特点与可持续开发利用

2014-01-31孙佳

资源节约与环保 2014年4期

孙佳

（中国石化集团新星石油有限责任公司北京 100083）

近年来，虽然石油、天然气等化石能源在世界能源格局中仍占据主导地位，但随着现代社会的不断发展、人口的迅速膨胀，能源紧缺问题在全世界范围内日益凸显出来。地热资源作为一种储量大、可再生的清洁能源，若得到科学有效的开发和利用，将有效缓解社会能源紧缺，更好的服务于国计民生。

1 地热资源概述

1.1 地热资源的概念

地热资源是指在当前技术经济条件下，地壳内可供开发利用的地热能、地热流体及其有用组分，是一种清洁可再生能源。地热能的储量相当大，据测算地球内部总热量约为全球煤炭储量的1.7亿倍，其中可利用量相当于4948万亿吨标准煤，有着巨大的开发潜力。

1.2 地热资源的分类

1.2.1 按温度分

根据温度的不同，可将地热资源分为三类：150℃以上的高温地热、90-150℃的中温地热和25-90℃的低温地热。高温地热主要用于发电；中温和低温地热资源以直接利用为主，多用于采暖、工业、医疗、旅游等方面。

1.2.2 按埋藏深度分

根据埋藏深度的不同，地热资源可以分为浅层地热能、常规地热能及增强型地热系统三类。

浅层地热能。浅层地热能一般是指地表以下200 m深度范围内在当前技术经济条件下具备开发利用价值的蕴藏在地壳浅部岩土体和地下水中的低温地热资源。由于浅层地热能温度较低，所蕴含的热量一般很难被直接利用，可利用地源热泵进行供暖和制冷。

常规地热能。常规地热能基本上以水热型地热资源为主，一般蕴藏在距地表2 00-3000米的深度中，被广泛应用于日常生产、生活等方面，为人们的生活提供了极大的便利。

增强型地热系统。增强型地热系统（EGS）是在干热岩技术基础上提出来的，是采用人工形成地热储层的方法，从低渗透性岩体中经济地采出深层热能的人工地热系统。干热岩普遍埋藏于距地表3 千米至6千米深处、温度在150℃至650℃之间。

经过数十年的发展，我国浅层地热能开发已初具规模，常规地热能开发渐入佳境，增强型地热系统（干热岩技术）由于缺乏资金和技术的支撑，目前在国内发展还比较缓慢。

2 地热资源的特点

地热资源与一般的化石类资源存在着明显的优势，更加符合绿色低碳环保的理念，是应被提倡使用的清洁可再生能源。

2.1 无污染。开发利用地热资源的过程本身基本上不会产生污染；地热资源可替代大量的煤炭和天然气等石化能源，有利于改善现有的能源结构，最大限度减少废气、粉尘、污染等。

2.2 持续性。化石燃料由于再生周期长，基本上被定性为不可再生资源，因此一旦消耗殆尽，人类社会的持续运转将面临严峻考验。而地热资源一般以地热水为载体，在不断的运移流转过程中可以很好的进行资源的补充，保障资源的持续利用。

2.3 稳定性。地热资源的热量来源于地球内部，在运移与使用的过程中自成体系，与外部环境之间的联系较少，不易受气候条件等因素的影响，具有良好的稳定性，对相关行业的稳定运行起着一定的保障作用。

3 地热资源的可持续开发利用

我国从20世纪70年代开始进行地热资源的研究、开发和利用，在其后很长一段时间内，对地热资源的管理都是无序的，粗放型的，造成了一定程度上的浪费和破坏。为保护这一宝贵的清洁可再生能源，对其进行科学有效的开发利用，可以从以下几方面入手，“在开发利用中保护，在保护中开发利用”，达到可持续开发利用的目的。

3.1 规划先行

在地热资源的开发利用中应做到从整个地区的发展规划和布局出发，进行地热资源评价，研究地热赋存规律和不同特征地热资源的利用方向，从而制定开采规划及布井方案，以实现对地热资源的统一规划、合理布局、综合利用。

3.2 梯级利用

梯级利用是指根据不同用户的不同需要，采取相对应技术、相对应设备，分级分层次利用地热资源，使地热资源利用最大化、效益最大化、作用最大化。例如，150℃高温地热水可经涡轮发电机组发电；发电后90℃的尾水经过换热设备，交换出的热量可满足暖气片供暖利用；地热水温度下降至40-50℃后，供地板辐射供暖；地板辐射供暖尾水（30℃）经热泵利用，可再次进行供暖。