地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用

對(duì)我國(guó)開(kāi)展高溫巖體地?zé)崮芾玫脑O(shè)想和建議

  我國(guó)于2005年制定了《中華人民共和國(guó)可再生能源法》,并于2006年1月1日開(kāi)始實(shí)施。這是我國(guó)可再生能源領(lǐng)域的一件大事,也是我們研究、推動(dòng)高溫巖體地?zé)崮芾?/a>事業(yè)要遵循的法律依據(jù)。
  《可再生能源法》立法的基本思路是建立總量目標(biāo),保障足夠的市場(chǎng)規(guī)模,以規(guī)模化帶動(dòng)市場(chǎng)化,促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步和成本下降;以技術(shù)進(jìn)步和成本下降,提高經(jīng)濟(jì)性和競(jìng)爭(zhēng)力,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)可再生能源技術(shù)的規(guī)模化和商業(yè)化發(fā)展。
 
  由于開(kāi)發(fā)利用可再生能源是一項(xiàng)長(zhǎng)期的任務(wù),許多可再生能源技術(shù)尚在發(fā)展之中,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力還不強(qiáng),必須通過(guò)政府推動(dòng)和市場(chǎng)引導(dǎo)相結(jié)合的方式促進(jìn)其發(fā)展。
 
  因此,立法中體現(xiàn)了四個(gè)原則,即:國(guó)家責(zé)任和全民義務(wù)相結(jié)合的原則;政府推動(dòng)和市場(chǎng)引導(dǎo)相結(jié)合的原則;現(xiàn)實(shí)需求和長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展相結(jié)合的原則;國(guó)內(nèi)實(shí)踐和國(guó)際經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合的原則。這些政策原則與指導(dǎo)思想,對(duì)指導(dǎo)高溫巖體地?zé)崮芾眉夹g(shù)開(kāi)發(fā),使其逐步走上商業(yè)化、市場(chǎng)化的健康發(fā)展之路,同樣是有針對(duì)性和重要指導(dǎo)意義的。
 
  參照國(guó)外的做法,設(shè)想此項(xiàng)研究、開(kāi)發(fā)與推廣大體分三個(gè)階段進(jìn)行。
 
  熱普查計(jì)劃,勘查高溫巖體地?zé)崮苜Y源的分布。由中國(guó)科協(xié)牽頭在中國(guó)地?zé)?/a>學(xué)會(huì)下組成包括石油、地質(zhì)、電力機(jī)械等行業(yè)在內(nèi)的跨行業(yè)高溫巖體地?zé)崮芾?/a>協(xié)會(huì),組織研討論壇,更廣泛地動(dòng)員社會(huì)力量參與。
  第一階段,為試驗(yàn)階段,用3~5年時(shí)間。
 
  (1)進(jìn)行地質(zhì)研究、鉆井、井下作業(yè),造成較理想的地下?lián)Q熱構(gòu)造,完成水力循環(huán)試驗(yàn);首先鉆一口深4000~5000m的井,壓裂作業(yè)后,作為注入井;根據(jù)地下裂縫體系幾何形狀,再鉆兩口生產(chǎn)井,進(jìn)行水力循環(huán)試驗(yàn)。
 
  (2)與此同時(shí),進(jìn)行混合介質(zhì)二元循環(huán)發(fā)電裝置的研究、開(kāi)發(fā)、制造、安裝、運(yùn)行試驗(yàn)。然后根據(jù)高溫巖體地?zé)醿?chǔ)層水力循環(huán)試驗(yàn)的結(jié)果,設(shè)計(jì)、制造深層地?zé)?/a>發(fā)電裝置(兆瓦級(jí)),并安裝、運(yùn)行,取得機(jī)組和儲(chǔ)層長(zhǎng)期運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)。
 
  (3)進(jìn)行全國(guó)高溫巖體地?zé)豳Y源調(diào)查和評(píng)估。
 
  第二階段,工業(yè)化試驗(yàn)和初步推廣階段,也用3~5年時(shí)間。
 
  (1)擴(kuò)大高溫巖體地?zé)醿?chǔ)層規(guī)模,鉆更多的深井,使裝置單套規(guī)模達(dá)到10MW級(jí);發(fā)電站規(guī)模達(dá)到50~100MW級(jí)。
 
  (2)在前一階段若干先導(dǎo)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,擴(kuò)大試驗(yàn)范圍。
 
  (3)規(guī)劃全國(guó)高溫巖體地?zé)崮馨l(fā)電項(xiàng)目。
 
  第三階段:工業(yè)化階段,3~5年的時(shí)間。
 
  (1)單機(jī)規(guī)模達(dá)到百兆瓦級(jí),發(fā)電站規(guī)模達(dá)到千兆瓦級(jí)。
 
  (2)實(shí)施全國(guó)高溫巖體地?zé)崮馨l(fā)電計(jì)劃,在東部缺電地區(qū)大力推廣這一技術(shù)
 
  為此,提出以下一些初步建議:
 
  (1)高溫巖體地?zé)崮?/a>是可再生能源中具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)的能源,它具有零排放、無(wú)污染的特點(diǎn),可以作為電網(wǎng)的基本負(fù)荷,長(zhǎng)時(shí)期運(yùn)轉(zhuǎn)。這項(xiàng)技術(shù)涉及相關(guān)學(xué)科有地?zé)岬刭|(zhì)、環(huán)境地質(zhì)水文地質(zhì)、地球物理、石油地質(zhì)、石油工程、熱物理、熱儲(chǔ)工程、電力工程、技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)、自動(dòng)化控制、網(wǎng)絡(luò)及現(xiàn)代管理等,它是上述學(xué)科成果應(yīng)用的高度集成。為求得其發(fā)展,既要有政府機(jī)構(gòu)監(jiān)管、協(xié)調(diào)和規(guī)劃,又要有全國(guó)性的研究機(jī)構(gòu)和基地,并有眾多企業(yè)、學(xué)術(shù)團(tuán)體和社團(tuán)組織參加,如中國(guó)能源研究會(huì)地?zé)?/a>專業(yè)委員會(huì)、中國(guó)可再生學(xué)會(huì)等,形成廣泛的基礎(chǔ)。建議由國(guó)家發(fā)改委指定有關(guān)部門,制定中長(zhǎng)期的高溫巖體熱能利用規(guī)劃,按規(guī)劃的總?cè)蝿?wù)由國(guó)家科技部門組織三個(gè)方面的研究:由石油部門結(jié)合油氣勘探,進(jìn)行高溫巖體地熱儲(chǔ)層系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)試驗(yàn);由電力部門、汽輪機(jī)制造研究部門聯(lián)合開(kāi)發(fā)二元混合工質(zhì)的發(fā)電裝置;由國(guó)土資源部門,結(jié)合全國(guó)地?zé)?/a>普查計(jì)劃,勘查高溫巖體地?zé)崮苜Y源的分布。由中國(guó)科協(xié)牽頭在中國(guó)地?zé)?/a>學(xué)會(huì)下組成包括石油、地質(zhì)、電力機(jī)械等行業(yè)在內(nèi)的跨行業(yè)高溫巖體地?zé)崮?/a>利用協(xié)會(huì),組織研討論壇,更廣泛地動(dòng)員社會(huì)力量參與。
 
  (2)比較現(xiàn)實(shí)的做法是:依托各油氣田開(kāi)展高溫巖體地熱能的調(diào)查和試驗(yàn)。各油氣田在勘探開(kāi)發(fā)油氣資源的同時(shí)向高溫巖體地?zé)?/a>延伸,應(yīng)該說(shuō)有很多有利條件的,既有利于充分利用石油行業(yè)的技術(shù)資源,也有利于油田、油區(qū)、企業(yè)、社會(huì)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。根據(jù)國(guó)外資料和我國(guó)的實(shí)際情況,實(shí)施中可以是油公司作為作業(yè)者,也可以是油公司作為投資者。溫家寶總理去年在大慶視察時(shí)指出要加強(qiáng)深部天然氣勘探,這個(gè)方向和我們提到的利用地層深部熱能的問(wèn)題可以統(tǒng)一起來(lái),向4000m 以下進(jìn)軍,找到天然氣就是氣田,找不到氣就可以利用深部巖體的熱能形成“熱田”。
 
  (3)國(guó)家制定相應(yīng)的技術(shù)政策與鼓勵(lì)措施。
 
  深部地層勘探鉆井投資力度較大。油氣資源勘探深層地?zé)衢_(kāi)發(fā)極為相似,但地?zé)?/a>又有特殊要求,加強(qiáng)深部天然氣勘探是國(guó)家的重點(diǎn),鉆油氣井有可能兼顧到地?zé)峥碧?/a>。建議從現(xiàn)在開(kāi)始作為一項(xiàng)技術(shù)政策,做出相應(yīng)規(guī)定,在鉆油氣井時(shí)盡量兼顧地?zé)衢_(kāi)發(fā)的要求,即在鉆完油氣目的層固井后加深一段裸眼,為地?zé)峥碧?/a>提供試驗(yàn)條件。
  各種溫度的地?zé)崮?/a>都是大自然的寶藏,都可以加以利用(圖19)。高溫巖體地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)利用是一項(xiàng)龐雜的系統(tǒng)工程。由于地層深部熱能的普遍存在,使我們有充分的理由利用它來(lái)應(yīng)對(duì)當(dāng)前面臨的能源需求的挑戰(zhàn)、能源安全的挑戰(zhàn)、環(huán)境保護(hù)的挑戰(zhàn)。
 
  努力提高熱電轉(zhuǎn)換利用效率是這項(xiàng)技術(shù)成敗的關(guān)鍵之一。在現(xiàn)有的循環(huán)條件下熱能轉(zhuǎn)換為電能的效率比較低,熱、電比例有的是7∶1,有的是10∶1。對(duì)熱能的利用不能是粗放式的,應(yīng)當(dāng)有較高的利用率,必須采用梯級(jí)利用方式。可以根據(jù)不同地區(qū)、不同季節(jié)對(duì)供熱制冷的需求大力擴(kuò)大使用范圍。經(jīng)過(guò)充分利用后,即使達(dá)到低溫熱源,還應(yīng)發(fā)展利用這種低溫熱源熱泵用于空調(diào),或用在種植業(yè)的各個(gè)方面,真正做到熱、電、汽聯(lián)合循環(huán)的梯級(jí)利用,爭(zhēng)取獲得較高的效率,設(shè)想的目標(biāo)是把熱利用率提高到60% 以上。
 
  總之,我們要有所作為,應(yīng)和兄弟行業(yè)攜起手來(lái)去創(chuàng)造高溫巖體地?zé)崮芾?/a>的輝煌未來(lái),在貫徹國(guó)家能源發(fā)展戰(zhàn)略部署中,讓高溫巖體地?zé)崮?/a>以及其他可再生能源與化石能源一道,共同為國(guó)家的能源安全譜就一首和諧發(fā)展的交響樂(lè)章。
 
  古人云:“紙上得來(lái)終覺(jué)淺,絕知此事要躬行” 。我們收集匯總各方面的資料,形成這篇文章,還總是“紙上”的東西,熱切盼望能有嘗試實(shí)踐的機(jī)會(huì)。