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地大熱能:如何完善我國地熱能資源開發利用
文章來源:地大熱能 發布作者: 發表時間:2024-08-28 10:38:40瀏覽次數:493
地熱能是蘊藏在地球內部巨大的自然資源,已成為21世紀能源發展中不可忽視的可再生能源之也是可再生能源中最現實和最具競爭力的資源之一 。地熱資源按溫度分級,分為高溫地熱資源(溫度≥150°C )、中溫地熱資源(溫度<150°C且≥ 90°C)、低溫地熱資源(溫度 <90°C)三級。在地以下一定深度范圍內的淺層地熱能也是地熱資源的組成部分。
地熱資源儲量大,分布廣,發展前景廣闊,市場潛力巨大。開發利用地熱資源對構建資源節約型和環境友好型社會、保障國家能源安全、改善我國現有能源結構、促進國家節能減排戰略目標的實現具有重要意義。
1 我國地熱資源開發利用現狀
我國開發利用地熱已有兩千多年的悠久歷史, 是世界上利用地熱較早的國家之一。目前全國已開發利用溫泉約 700處,地熱田259處,地熱開采井約1 800余眼,年開采量約 3.68億立方米。我國的地熱主要用于供暖、發電、醫療保健、溫泉洗浴、水產養殖、溫室種植等方面。其中,洗浴和療養占47.55%,供暖占30.77%,其他占21.68%。截止到2009年底 ,全國31個省市區應用淺層地溫能供暖制冷的建筑項 目2 236個,建筑面積近9 800萬平方米,80%的項 目集 中在北京、天津、河北、遼寧、河南、山東等地區。北京約有 2 000萬平方米的建筑利用淺層地溫能供暖制冷,沈陽已超過4 300萬平方米 。
我國地熱發電僅有西藏羊八井地熱電廠在運行,8臺機組總裝機容量 24.18兆瓦,2009年發電量 1.4195 X 10 kW ·h,占非水電可再生能源發電量的0.4%,此排名世界第 18位 J。 2009年我國開發利用的地熱能替代了404萬噸標準煤,占2009年可再生能源利用總量的1.6%, 由此減少了 1 030.5萬噸CO2的排放 。
2 我國地熱資源開發利用潛力
我國地熱資源開發利用潛力巨大,前景廣闊,大力推進地熱資源勘查開發,提高地熱資源利用效率,對于國家調整能源結構、緩解能源需求壓力 、應對氣候變化等均具有重要作用。2009~2011年,國土資源部在系統收集中國基礎地質、地熱地質、水文地質 、城市地質、石油地質等已有資料的基礎上,對地熱資源潛力進行了重新評價。
這一最新評價顯示,我國淺層地溫能資源量相當于 95億噸標準煤,每年淺層地溫能可利用資源量相當于3.5億噸標準煤。如全部有效開發利用則每年可節約標準煤 2.5億噸,減少二氧化碳排放 5億噸;全國沉積盆地地熱資源儲量折合標準煤 8 530億噸;每年可利用的常規地熱資源總量相當于6.4億噸標準煤,每年可減少CO2排放 13億噸。中國大陸 3 000~10 000m深處干熱巖資源總計相當于860萬億噸標準煤,是中國目前年度能源消耗總量的 26萬倍 。
3 地熱能開發利用存在的問題
地熱資源勘查評價工作薄弱,全國大部分地區尚未開展系統全面的地熱資源勘查評價工作。淺層地溫能的勘查評價起步更晚,絕大部分城市的勘查評價工作尚未完成。全國地熱資源總量是個粗估的概數,沒有一個公認的、科學嚴謹的統一數據。
3.2 地熱資源開發程度低,利用效率差,浪費現象嚴重
我國地熱資源豐富,開采潛力巨大,但是目前勘查開發與研究投入還較低,地熱能開發的規模化、產業化程度也不高。目前,我國地熱資源開發利用較好的地區不多,開發的地熱種類僅限于溫泉、高溫地熱等方面,淺層地溫能開發利用剛剛起步,干熱巖資源基本沒有開發,也沒有進行研究。我國的地熱資源發電水平不但落后于發達國家,而且已經遠遠落后于起步較晚的菲律賓、印尼等發展中國家。高溫地熱發電近二十年來發展緩慢,沒有新增裝機容量。
我國已開發的相當一部分天然溫泉水沒有被充分利用,井采地熱水回收率低 ,利用方式單一,棄水量大、浪費的溫度熱能高。在一些采取直供、直排供暖方式的單位,其熱能利用率僅為 20% ~30%,嚴重浪費了地熱資源。
3.3 地熱資源開發利用缺乏統籌管理機制和統一科學的規劃體系
全國及絕大部分地方的地熱資源統一監管機構不健全,監管體制不順,管理手段落后,管理自動化和信息化程度低。一些地方對地熱屬于礦產資源的基本屬性認識不清,把握不準,把地熱簡單等同于一般的水資源進行管理,重復發證,過量開采,只抽不灌。全國地熱資源勘查開發規劃體系尚未完全建立,少數地方政府已經編制實施的地熱資源開發利用規劃實施效果也不理想。
我國地域寬廣,氣候差異大,地質條件復雜,地熱和淺層地溫能的開發利用環境多樣。不同氣候條件下地熱和淺層地溫能開發利用適宜性,不同地質條件下地熱和淺層地溫能開發利用方式,巖土體熱物性參數測試技術標準,地熱和淺層地溫能開發利用環境響應,地熱和淺層地溫能開采回灌技術等方面尚缺乏系統的科學技術理論體系支撐。
3.5 地熱能開發監測體系建設滯后
地熱開發利用不當會改變地下熱平衡,影響地下水水質和微生物環境,甚至造成地面沉降和地面變形等地質災害。目前,只有北京等少數城市實施了地溫長期監測,全國地質環境監測網絡中還沒有針對地熱開發利用的監測點。
3.6 政策及激勵措施力度不夠
地熱能開發利用初期投資巨大,資金回收期漫長,在現行市場規則下缺乏競爭力,需要政策扶持和激勵。目前,國家支持地熱可再生能源發展的政策體系還不夠完整,經濟激勵力度弱,沒有形成支持地熱可再生能源持續發展的長效機制。
4 開發利用建議
4.1 開發利用方向及其布局建議
西藏自治區、云南的騰沖瑞麗、廣東等高溫地熱資源豐富的地區,特別是電力短缺的西藏地區,應大力發展地熱發電產業。吉林省、遼寧省、黑龍江省以及內蒙古自治區東部,冬季漫長氣候嚴寒,春、秋季時間短,冬季和早春寒潮多。地熱和淺層地溫能開發利用方向應主要為冬季供暖,也可以適當用于溫泉洗浴、醫療保健和溫室種植。北京市、天津市、河北省、山西省、山東省、內蒙古中西部地區、陜西省、寧夏回族 自治區、青海省、甘肅省、河南省、新疆維吾爾族 自治區四季分明,降水偏少,夏季炎熱多雨,冬季寒冷干燥,春、秋短促。地熱和淺層地溫能開發利用方向應主要為夏季制冷、冬季供暖。此外,還可用于溫泉洗浴和醫療保健。湖北省、上海市、江蘇省、浙江省 、安徽省冬季氣溫較低,夏季高溫高濕,冬夏季交替顯著。地熱和淺層地溫能開發利用方向應主要為夏季制冷,也可適當用于冬季供暖。此外,還可用于溫泉洗浴和醫療保健。福建省、江西省、湖南省、廣東省 、廣西壯族 自治區、海南省、云南省、貴州省 、四川省、重慶市夏季長,溫高暑熱,無霜期長。地熱和淺層地溫能開發利用方向應主要發展溫泉洗浴、醫療保健和夏季制冷項目。國外成熟的干熱巖調查技術表明,高熱流區均處于板塊構造帶或構造活動帶,這些區域是干熱巖賦存的集中區。在我國,滇藏、東南沿海、京津冀、環渤海等地區具備這樣的條件,應適時進行干熱巖的勘查開發試驗與示范。
4.2 地熱能開發利用示范工作建議
根據中國氣候分區,選擇不同地質環境條件、不同規模的城市,建設淺層地溫能開發利用示范工程、示范研究基地,總結研究不同氣候和地質條件下淺層地溫能合理開發利用的方式方法和經驗,形成可推廣的開發利用模式。采用多方合作形式建設地熱開發利用示范工程。以青藏鐵路沿線為重點,建設高溫地熱發電和梯級利用示范工程;以華北平原、關中盆地等典型沉積盆地傳導型地熱田和對流型地熱田為重點,建立地熱資源集約化開發利用示范工程,通過梯級綜合利用及循環利用工藝示范與研究,總結我國不同地區中低溫地熱資源集約化綜合利用模式,提出我國地熱資源開發利用集約化目標及方向。在環渤海實施干熱巖勘查與開發示范研究項目。開展滇藏 、東南沿海等地區的干熱巖勘查與開發示范研究。
4.3 地熱能勘查開發科學技術研究工作建議
開展高溫地熱資源形成機理與發電技術體系、地熱資源集約化開發利用技術 、地熱和淺層地溫能勘查評價技術體系、沉積盆地型熱儲回灌技術 、干熱巖科學鉆探與開發利用技術等關鍵技術的研發和推廣應用。
4.4 地熱能開發利用監測工作建議
依托全國地下水監測網,按照中央、地方、企業分工負責、相互配合的工作方式,建立全國地熱監測網,對地熱開發及其引起的水位、水溫、水質變化及環境影響進行監測,保障地熱資源的可持續開發與利用。全國地熱監測網包括控制性的國家級大地熱流值和地溫監測網(基準網)、淺層地溫能開發利用規模較大的城市和重要地熱田的省級監測網、重要地熱資源開發利用工程監測網。
4.5 地熱能資源保護工作建議
建立地熱管理法規制度政策體系。建立重點城市淺層地溫能開發利用數據信息系統;形成較完善的地熱開發利用技術支撐體系;建立地熱開發利用水平考核 、能效考核與獎勵體系;對著名溫泉和地熱景觀,編制保護與利用方案,劃定保護區;建立較完善的全國地熱數據庫管理及應用系統。重要溫泉和地熱景觀得到有效保護。
4.6 支持政策和激勵機制的建議
制定地熱勘查開發的稅費減免、低息貸款和優惠用地政策。建立地熱勘查開發風險基金,促進地熱開發上規模 、上水平、大發展。風險基金來源從地熱資源補償費中每年提取 10%構成。構建多渠道節能融資機制。各類金融機構要切實加大對地熱和淺層地溫能開發利用項目的支持力度,鼓勵設立專門的貸款業務。推動和引導社會各方面加強對地熱和淺層地溫能的資金投入。鼓勵企業通過市場直接融資,以及爭取國際金融組織、外國政府貸款,加大企業地熱和淺層地溫能開發利用技術設備的研發和改造升級。
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