地热资源的开发利用及可持续发展

王绍辉

【摘 要】随着经济发展和社会进步，人们在享受富裕生活的同时，对生态环境的要求也越来越高。根据监测分析，与燃煤锅炉相比，燃气锅炉能效比较高，污染物排放较少。但燃气锅炉也有弱点，一是使用成本和安全要求高；二是受天然气供应量影响大，有的地方锅炉改造完毕，却连调试用的天然气都没有；三是仍有二氧化碳排放。况且，天然气与煤炭一样属于常规能源，都是不可再生的一次性能源，把这种有限且珍稀的资源规模化应用于城市供暖，其运行并不经济，还会造成资源浪费，加速资源枯竭。因此，寻找其他可再生的新型清洁能源成为摆在我们面前的现实任务。本文主要分析和研究了土壤热源和热岩资源，两者的对比以及干热岩供热技术的特点。

【关键词】地热资源；开发利用；可持续发展

一、地热资源的基本特性与特点

（一）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 ℃～ 30 ℃。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 ℃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。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、可利用的矿产资源。

（二）特点

1、地热能是一种清洁能源。我们所说的“清洁” 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。

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。

二、开发利用地热能有良好的社会、环境效益

为了寻找可再生的新型清洁能源，科学家做了广泛的尝试。风能、太阳能等可再生能源，受地域、天气、季节变化影响大，难以全方位、全天候应用。核电站技术日臻完善，但建设成本大，有一定的安全风险。水电资源丰富，但易受气候条件制约，枯水期无法全负荷运转，且存在引发地质变化的可能和难以避免的生物生态环境问题。这样，地熱逐渐进入了人们的视野。

地热来自于地球内部，地核散发的热量透过地幔的高温岩浆传达至地壳形成“地热能”。常见的地热依其储存方式，可分为3种类型：第一种是水热型，称为热液资源，统称为地热水，指地下水在多孔性或裂隙较多的岩层中吸收地热，其所储集的热水及蒸汽，经适当提引后可为经济型替代能源，即常见的地热水、温泉，其开采历史悠久。第二种是土壤热源型，地表浅层是一个巨大的太阳能集热器，收集了47%的太阳能量，比人类每年利用能量的500倍还多。第三种是热岩型，称为干热岩资源，指浅藏在地壳表层的熔岩或尚未冷却的岩体，可以人工方法造成裂隙破碎带，再钻孔注入冷水使其加热成蒸汽和热水后将热量引出。

三、地热能源开发现状问题

（一）地热资源开发规划部完善

我国地热资源开发部具有统一规划，较为分散，部分地区甚至没有勘察计划，对于地热资源的总量也没有一个清楚的认识，无法取得确切公认的数据总量，直接影响着地热资源的开发规划以及分布计划的制定，无法将开发落实到行动中，阻碍了地热资源产业化的进一步发展。没有科学合理的规划就无法制定开采方案，只能增加地热资源开发的盲目性、无序性、浪费性等，造成地热资源开发部合理，为日后能源利用留下隐患。

（二）地热资源开发程度不足，浪费严重

我国地热资源开发技术力量相较于国外比较薄弱，利用率不足，开发程度低，浪费严重，未能形成科学的大规模开采集约化以及产业化模式，大部分区域还停留在粗放式阶段，开采规模小、技术力量跟不上直接制约着地热资源利用的效率。多数开发企业管理不到位，开采方式不合理，配置脱离实际，造成开采浪费，资源利用率不足，回收不科学，甚至造成环境污染。

（三）没有严格的法律法规约束

我国地热资源开发利用起步较晚，技术水平都还不够完善，相关的法律法规还不成熟，没有相适应的管理体系，未能有效管理地热资源开发项目实施，直接影响着地热资源的勘察以及开发，地热市场趋于紊乱。地热资源开发需要高技术高装备的支持，国家相关方面要提高对地热资源的认识，加大资源开发的人力物力财力支持，鼓励开发利用，技术引进，建设示范性开采项目工程，制定合理规划制度等，促进地热资源的开发利用，推动国家能源利用率。

四、我国资源开发利用的措施

（一）加强地热勘察，建立数据库管理

提高地热认识，加强地热资源勘察，了解我国地热现实情况，分布特点，对地热总量做一个科学评估，结合区域性勘察部门统筹地热资源数据，制定合理规划，根据现实状况相关数据建立全国性的资源信息数据库，完善地热资源信息，为我国地热资源勘察、开发与利用提供信息支持，增加技术规划以及开发策略的制定。

（二）提高地热资源开发技术

地热资源开发需要强有力的技术支持，越是先进科学的技术就越能够充分开发与利用地热资源，加强地热资源的科学研究，引进借鉴国外优秀的开采技术，结合我国地热资源现状发展创新，综合勘察地质地热情况，支持开发关键技术的攻克，促进地热资源的开发。技术创新要在全面加强地热勘察的基础上，把握我国地热特点，严格执行勘察评价的规范，建立相关制度，减少开发的不合理性，把风险控制在最小范围，发挥出地热开采的技术力量，提高资源利用率，保证资源的可持续性，取得更大的社会效益[3]。

（三）创建资源管理模式，提高地热资源管理

加强地热资源的统一管理，提高开发利用率，建立规范化、制度化、产业化资源管理模式。建立资质管理制度，加强工作人员的专业培训、技术培训，提高工作质量。根据不同地区的地热资源特点搭配相适宜的管理模式，地热资源发展可以采用直接或梯级利用，发展中低温地区的地热资源直接利用，则设置监控力度强的管理部门，不同温度的地热资源带分梯级管理，要求技术达到标准。

结语：

鉴于地热资源利用对促进生态文明建设具有重要意义，对城市治污减霾作用巨大，地热资源相关管理部门需要根据地热开发利用实际，制定流程简便、分工明确、监管有力的地热能开发利用项目管理办法，简化审批办法，提高行政效率，加强项目后续运行及环境保护监管，建立信息监测体系，完善设备检测认证制度等，在涉及地热资源应用政策制定、项目技术推广会商时，给予积极支持。同时，政府相关部门也应当大力支持地热资源技术应用，从政策、资金、技术推广等方面对从事干热岩供热技术研发的企业加大支持力度，不断扩大市场份额，为节能减排、治污减霾发挥更大的作用。

参考文献：

[1]张金华，魏伟，杜东，魏兴华，王培.地热资源的开发利用及可持续发展[J].中外能源，2013，（01）.

[2]尤伟静，刘延锋，郭明晶.地热资源开发利用过程中的主要环境问题[J].安全与环境工程，2013，（02）.

[3]詹麒，崔宇.我国地热资源开发利用现状与前景分析[J].理论月刊，2010，（08）.