地熱資源開發(fā)利用

我國地熱能類型及開發(fā)利用:地大熱能 促進清潔低碳能源發(fā)展

地熱能是一種綠色低碳、可循環(huán)利用可再生能源,具有儲量大、分布廣、清潔環(huán)保、穩(wěn)定可靠等特點。我國地熱資源豐富,市場潛力巨大,發(fā)展前景廣闊。開發(fā)利用地熱能不僅對調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、節(jié)能減排、改善環(huán)境具有重要意義,而且對培育新興產(chǎn)業(yè)、促進新型城鎮(zhèn)化建設(shè)、增加就業(yè)均具有顯著的拉動效應(yīng)。地熱能通常分為淺層地熱能、水熱型地熱能、干熱巖型地熱能。


 

淺層地熱能中國地熱能發(fā)展報告顯示,中國大陸336個主要城市淺層地熱能年可采資源量折合7億噸標準煤,可實現(xiàn)供暖(制冷)建筑面積320億平方米,其中黃淮海平原和長江中下游平原地區(qū)最適宜淺層地熱能開發(fā)利用。

 

水熱型地熱能我國水熱型地熱資源總量折合標準煤1.25萬億t,中國大陸水熱型地熱能年可采資源量折合18.65億噸標準煤(回灌情景下)。我國水熱型地熱資源中低溫為主,高溫為輔。受構(gòu)造、巖漿活動、地層巖性、水文地質(zhì)條件等因素的控制,水熱型地熱資源分布有明顯的規(guī)律性和地帶性,依據(jù)構(gòu)造成因可分為沉積盆地型和隆起山地型地熱資源。

 

隆起山地型中低溫地熱資源主要分布于東南沿海、膠東、遼東半島等山地丘陵地區(qū)。隆起山地型高溫地熱資源主要分布在我國臺灣和藏南、滇西、川西等地區(qū)。由于我國地處環(huán)太平洋板塊地熱帶的西太平洋島弧型板緣地熱帶以及地中海-喜馬拉雅陸-陸碰撞型板緣地熱帶的交匯部位,受構(gòu)造活動的控制,該區(qū)域孕育有大量的水熱活動,是我國最主要的高溫溫泉密集帶。西南地區(qū)水熱型地熱資源年可采量折合標準煤1530萬t,高溫地熱資源發(fā)電潛力712萬kW。

 

干熱巖型地熱能干熱巖在地球內(nèi)部普遍存在,但有開發(fā)潛力的干熱巖資源分布在新火山活動區(qū)、地殼較薄地區(qū)等板塊或構(gòu)造體邊緣。我國陸區(qū)地下3~10km 范圍內(nèi)干熱巖資源量折合標準煤856萬億t。根據(jù)國際干熱巖標準,以其2%作為可開采資源量計,約為2015年全國能源總消耗量的4000倍。鑒于干熱巖地熱能勘查開發(fā)難度和技術(shù)發(fā)展趨勢,埋深在5500米以淺的干熱巖型地熱能將是未來15~30年中國地熱能勘查開發(fā)研究的重點領(lǐng)域。


淺層地熱能開發(fā)情況。中國淺層地熱能利用起步于20世紀末,伴隨綠色奧運、節(jié)能減排和應(yīng)對氣候變化行動,淺層地熱能利用進入快速發(fā)展階段,2015年起淺層地熱能利用規(guī)模開始居世界第一。“十三五”期間,我國建設(shè)了一批重大的淺層地熱能開發(fā)利用項目,淺層地熱技術(shù)的成熟性和可靠性得到驗證和認可。北京世界園藝博覽會采用深層地熱+淺層地熱+水蓄能+鍋爐調(diào)峰方式,為29萬平方米建筑提供供熱制冷服務(wù);北京城市副中心辦公區(qū)利用地源熱泵+深層地熱+水蓄能+輔助冷熱源,通過熱泵技術(shù),率先創(chuàng)建“近零碳排放區(qū)示范工程,為237萬平方米建筑群提供夏季制冷、冬季供暖以及生活熱水北京大興國際機場地源熱泵系統(tǒng)作為“綠色機場”的重要組成部分,為大興機場257萬平方米建筑供冷、熱能源等。截止2019年底,全國淺層地熱能開發(fā)利用規(guī)模為8.4億平方米,主要分布在北京、天津河北遼寧、山東湖北、江蘇上海等省市的城區(qū)。

 

地熱直接利用的年利用能量世界第一,占世界的29.7%;地熱直接利用的設(shè)備容量世界第一,占世界的25.4%;地源熱泵年利用淺層熱能量世界第一,占世界的30.9%;地熱供暖年利用量世界第一,占世界的38.2%。水熱型地熱能開發(fā)情況。水熱型地熱能利用是中國地熱產(chǎn)業(yè)主力軍。我國開發(fā)利用水熱型地熱供暖已有上千年的歷史,改革開放后尤其是近年來,水熱型地熱供暖開發(fā)利用在規(guī)模、深度和廣度上都有很大發(fā)展。近10年來,中國水熱型地熱能直接利用以年均10%的速度增長,已連續(xù)多年位居世界首位。中國地熱能直接利用供暖為主,其次為康養(yǎng)、種養(yǎng)殖等。據(jù)不完全統(tǒng)計,截至2017年底,全國水熱型地熱能供暖建筑面積超過1.5億平方米,其中山東、河北、河南增長較快。


 

中國地熱能發(fā)電始于20世紀70年代,1970年12月第1臺中低溫地熱發(fā)電機組在廣東省豐順縣鄧屋發(fā)電成功。目前,我國地熱發(fā)電已建總裝機容量53.45MW,目前運行容量46.46MW,已停運容量5.79MW,已拆除容量1.2MW。干熱巖型地熱能資源勘查開發(fā)情況。干熱巖型地熱能是未來地熱能發(fā)展的重要領(lǐng)域。美國德國、法國、日本等國經(jīng)過20—40年不等的探索研究,在干熱巖型地熱能勘查評價、熱儲改造發(fā)電試驗等方面取得了重要進展,積累了一定經(jīng)驗。相比而言中國起步較晚,2012年科技部設(shè)立國家高新技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃),開啟了中國關(guān)于干熱巖的專項研究。2013年以來中國地質(zhì)調(diào)查局青海省聯(lián)合推進青海重點地區(qū)干熱巖型地熱能勘查,2017年在青海共和盆地3705米深處鉆獲236℃的干熱巖體,是中國在沉積盆地區(qū)首次發(fā)現(xiàn)高溫干熱巖型地熱能資源。


地熱能作為蘊藏在地球內(nèi)部的可再生能源,儲量豐富、分布較廣,有著穩(wěn)定可靠等優(yōu)勢。國家能源局印發(fā)的《關(guān)于促進地熱能開發(fā) 利用的若干意見》中提出,到2025 年,各地基本建立起完善規(guī)范的地熱能開發(fā)利用管理流程,全國地熱能開發(fā)利用信息統(tǒng)計和監(jiān)測體系基本完善,地熱能供暖(制冷)面積比2020年增加50%,在資源條件好的地區(qū)建設(shè)一批地熱能發(fā)電示范項目,全國地熱能發(fā)電裝機容量比2020年翻一番;到2035年,地熱能供暖(制冷)面積及地熱能發(fā)電裝機容量力爭比2025年翻一番。大力推動清潔高效、節(jié)水環(huán)保的地熱因地制宜、有序開發(fā)綜合利用,對于促進清潔低碳能源發(fā)展、推動碳達峰、碳中和目標實現(xiàn),具有重要意義。