地热资源开发利用与管理探讨

地热资源开发利用与管理探讨

王关杰

中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司  浙江杭州 310000

摘要：地热能源，作为一种储量庞大、供应稳定的清洁能源，其利用效率之高备受认可。在全球范围内对环境保护的日益重视和能源供应日益紧张的双重背景下，开发地热能源的潜力巨大且日益凸显，这对于减少温室气体排放、减缓能源危机、实现低碳发展目标及推动国民经济持续健康发展至关重要。

关键词：地热资源；开发利用；管理

1地热资源的特点

地热资源指地下岩石热能，地热流体热能以及与之相伴的可利用物质在经济学上的应用。与太阳能、风能、潮汐能等新型能源相比，地热资源的稳定性更强，不会受到天气和季节变化的影响；相对于核聚变能而言，它具有可控制利用和可再生性。地热能发电的能源转换效率普遍超出了70%，有些国家的转化率甚至高达93%，这一数字远远超过了其他新型能源和可再生能源。地热电能有效使用率亦明显高于太阳能光伏电能与风力电能。所以从能源的角度来看，地热资源具有稳定性好，效率高和可再生等特点。在目前我国能源结构调整的大环境下，太阳能与风能以其洁净，安全，可再生，分布广，建设快的特点在许多地区迅速发展。对现有太阳能，风能和水能发电区域，如果条件许可开发利用地热能并融入能源供应系统可以显著增强电力供应的稳定性。

2我国地热资源的分布

根据地热资源的埋藏深度，它们主要可以被分类为三种：浅层地热资源、水热型地热资源以及干热岩资源。浅层地热资源分布在地表下200米处，它涉及到热能及有用物质等资源。地下200米到3000米的范围内，存在着以热水方式存在的水热型地热资源。位于3000米以下的干热岩资源拥有超过150摄氏度的温度，并且储藏了丰富的能量储备。依据地热资源的温度特性，资源可以被分类为低温和中温高温两种，它们分别对应的温度范围是低于90摄氏度、介于90至150摄氏度以及高于150摄氏度。中国拥有丰富的地热资源储备，这些资源占据了全球总储量的8%，并且其可供开采的能源总量约为4000亿吨标准煤。在中国，浅层地热资源拥有丰富的储量和广泛的地理分布，尤其是在地级及以上的城市规划区域，每年可以开采的资源量高达7亿吨标准煤。北京，天津，河北，山东，河南，江苏，安徽，陕西等省和黑龙江，吉林，辽宁等省尤其适宜于此类资源的开发利用。在中国，水热型地热资源更为丰富，其可开采的资源量高达1250亿吨标准煤，而在回灌的情况下，每年的可开采量为19亿吨标准煤。中国的水热型地热资源主要以中温和低温为主导，占比高达95%以上，这些资源主要集中在中国长江以北的大平原和盆地地区。在中国地壳活跃的板块交界地带，高温水热型资源主要分布在西南的藏南、滇西、川西和东部的台湾地区。我国干热岩资源主要集中于西藏，云南，广东，福建等省的东部及南部。中国拥有庞大的干热岩资源储备，其地下3至10公里的储量等同于860万亿吨的标准煤。

3我国地热能发展应用前景思考

当前，地热能技术进步受阻，主要源于资金投入不足和技术研发的瓶頸。这导致地热能发展步伐缓慢。目前，地热能的主要应用领域局限于供暖、洗浴和农业温室等，而在制冷和发电等领域的技术研发尚未取得显著进展。

为克服地热技术发展的障碍，首要任务是加强地热资源的勘探工作，并积极推广这项技术，以吸引更多的资本投入。必须使市场投资者认识到地热能的潜力，以激发更多支持，推动技术革新，打破技术瓶颈。此外，应聚焦于突破地热在制冷、供暖和发电方面的技术限制，以改变地热技术落后的现状。只有通过提升地热资源的利用效率，才能更大程度地发挥其在经济和社会领域的作用。

3.1大力发展高温地热发电

地热资源在我国储量丰富、分布较广。在开发利用的过程中结合各地区的实际进行合理的规划与建设会收到明显的效果。例如中西部、西南地区等地区适宜兴建地热发电站；在东北与华北地域，地热供暖的发展显得尤为适宜；在沿海地带，地热资源可以被用来实现制冷功能。利用地区特色推进地热梯级利用技术和建设规模化地源热泵可以提升地热资源利用效率。全国有100多个150°C以上高温温泉区域有较好的施工条件。高温地区热蒸汽以发电为主，发电时排放的尾水通过输水管道可以向建筑物供热，梯级利用地热资源，以获得较好的经济环境效益。以西藏地区为例，它在高温地热施工中有着明显的优势，羊八井地热发电站的施工已经取得成功。所以，为了改变我国地热资源利用率低的状况，就需要对羊八井及其他区域热能资源进行持续开发，并对地热发电技术进行进一步研究，加快高温地热区域建设和发展，继而逐渐促进中西部，西南地区地热能源发展。

3.2逐步改进中低温地热发电技术

较早投入使用的中低温地热发电设施虽然大部分已经退役，但其运行实践证明中低温地热发电是可行的。今后发展的方向是对这一技术进行深入探讨，提高自身经济竞争力。目前，太阳能光伏发电的总成本是每千瓦的装机能力10万元，并且每年的运行时长达到2000小时；中低温地热发电的成本是每千瓦装机容量1万元，年运行时间可以达到6000小时，这展示了显著的成本效益优势。通过对能量转换效率的不断研究以及设备维护费用的不断减少，中低温地热发电技术可望获得长期经济性的领先。

3.3通过建设中低温地热发电，优化能源结构

矿山、燃煤和油田生产中高温废水（80℃以上）的利用，可通过双流体系统实现能量转换，从而发电，实现资源高效利用。同时，油气田生产过程中产生的中低温地热资源，亦具备相当规模，若得到合理利用，将促进地热能源产业的发展。当前，诸多油田采用注水驱油方法，导致高含水率。地热发电的初期投资主要集中在钻井上，利用油气田现有井口，可显著降低钻井成本。因此，未来地热资源的开发可考虑与油气田合作，建设中低温地热发电站，以提高资源利用效率。

3.4重视政策支持和技术推广

政策支持方面，尽管现行政策对地热能技术的研发有所倾向，但缺乏细节化的支持手段，导致市场资本持观望态度。政府需将政策具体化，例如对太阳能和风能发电所提供的明确补贴力度和收益稳定的电价政策，以激发资本活力，推动地热能产业的成长。

在技术推广层面，加强科研机构与供热企业的合作至关重要。须加大对供电系统的研究与优化力度，并推进地源热泵技术在大面积供热系统的示范应用。地源热泵技术的应用范围可主要聚焦于城镇居民的冬季供暖和农业领域的温室建造以及种植养殖。同时，高温热泵技术的发展应着重于模块化研究，通过高温热泵机组模块化的生产与建设，促进地源热泵技术在市场中的广泛推广及其在工业节能领域的应用。

4结语

地热能源，作为一种可持续的环保能源，其开发利用能显著推动社会、经济与环境三方面的进步。然而，地热能源并非无穷无尽的资源，其实际更新速度相对缓慢。因而在对其进行开发时，必须秉承可持续发展的原则，避免无序及浪费性开采。针对地热能源的开发利用，我们主张采取精准、高效的方法。这意味着，开发应依据地热能源的温度和能量含量来定向、定量地进行。同时，我们强调不断引进并推广创新技术及方法，这不仅能提升地热能源开发利用的质量和效率，还能有效降低环境污染。综上所述，正确的开发策略对于发挥地热能源的社会、环境和经济效益至关重要。我们必须谨慎行事，确保地热能源得到可持续且负责任的管理，以便最大化其益处，并促使其更广泛的应用。

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