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無干擾地熱技術發展前景怎麼樣

發布時間:2023-05-30 16:03:20

Ⅰ 地熱發電的發展前景

國際在線消息:能源專家們認為,環保的地熱發電將在今後有強勁的發展前景。瑞士能源學家威利·格爾甚至認為,地熱發電量在20年後將佔世界總發電量的10%。據德國媒體5月17日報道,格爾推崇的一項新的地熱發電法叫做「熱干岩過程法」。與那些只從火山活動頻繁地區的溫泉中提取熱能的方法相比,這種「熱干岩過程法」將不受地理限制,可以在任何地方進行熱早扮能開采。首先將水通過壓力泵壓入地下4到6公里深處,在此處岩石層的溫度虧橘大約在200度左右。水在高溫岩石層被加熱後通過管道加壓被提取到地面並輸入一個熱交換器中。熱交換器推動汽輪發電機將熱能轉化成電能。而推動汽輪機工作的熱水冷卻後再重新輸入地下供循環使用。格爾介紹說:「運用這種新方法發電的首座商用發電廠將於5年後在瑞士城市巴塞爾建成。該電站將能為周邊的5000個家庭提供30兆瓦熱能和3兆瓦電能。」格爾銷睜團強調,這種地熱發電成本與其它再生能源的發電成本相比是有競爭力的,而且這種方法在發電過程中不產生廢水、廢氣等污染,所以它是一種未來的新能源。另一個好處是,地熱幾乎是取之不盡、用之不竭的,並能隨時隨地被利用。這位能源專家同時也提出,與技術問題相比,地熱的廣泛利用更是一個意識問題。他說:「我們明知是坐在一個幾乎取之不盡的能量源上。卻不願意在我們腳下挖上幾公里,而更喜歡從幾千公里遠處背回石油、天然氣和煤炭。」

Ⅱ 無干擾地熱供暖原理 靠熱泵的二次加熱給建築供熱

1、技術叫無干擾,主要就是區伏襪別於傳統取熱又取水的採暖方式。和其他的地源熱泵技術比較,它沒有冷熱平衡的需求,本身就是個熱源。中深層地下的熱量是很高的,通過換熱孔四周的熱量補充,深層地核的祥廳明持續產熱,這種中深層地熱能可以說是取之不盡的。

2、它首要的優點也是無干擾,這種地熱換熱系統是採用封閉的換熱管進行換熱,管內的的水和周圍岩土體間接進行熱交換,相當於只提取了熱。

3、這種技術還有一個很關鍵的設備是地面的熱泵,靠熱泵的二次加熱給建築供謹告熱,這就是無干擾地熱供熱的技術原理

Ⅲ 地熱前景怎麼樣

國內地熱能主要上市企業:中國地熱能(08128.HK)、華譽能源(838153)

本文核心數據:裝機量、儲量

地熱能可根據賦存形式分成三類

地熱能是由地殼抽取的天然熱能,這種能量來自地球內部的熔岩,並以熱力形式存在,是引致火山爆發及地震的能量。地球內部的溫度高達攝氏7000度,而在80至100公里的深度處,溫度會降至攝氏650度至1200度。透過地下水的流動和熔岩涌至離地面1至5公里的地殼,熱力得以被轉送至較接近地面的地方。高溫的熔岩將附近的地下水加熱判爛,這些加熱了的水最終會滲出地面。殲沖神運用地熱能最簡單和最合乎成本效益的方法,就是直接取用這些熱源,並抽取其能量。

地熱能根據其賦存形式可以分成淺層地熱資源、水熱型地熱資源和乾熱岩資源。

東西部地熱資源類型不同

中國地熱資源主要集中在東部和西南部地區。受環太平洋地熱帶和地中海-阿爾卑斯-喜馬拉雅地熱帶的影響,我國東南沿海地區和西南部地區形成了兩個地熱資源富集區。

其中,東部地區以中低溫地熱資源為主,主要分布於松遼平原、黃淮海平原、江漢平原、山東半島和東南沿海地區;高溫地熱資源(熱儲溫度≥150℃)主要分布在西南部地區藏南、滇西、川西和台灣省。

目前地熱能發展處於停滯狀態

我國地熱能開發利用處於起步階段有關,關鍵技術有待突破。根據英國石油公司BP的數據顯示,2011-2019年,中國地熱發電累計裝機容量一直在25-27兆瓦區間內,近五年更是沒有出現過變動。隨著我國「碳中和」和「碳達峰」目標的確立,中國地熱發電裝機容量才得到增長。相對於美國2500MW地熱裝機容量,反映出我國近年來地熱發電發展處於停滯狀態。

地熱能開發利用潛力巨大

我國地熱能資源豐富,但資源探明率和利用程度較低,開發利用潛力很大。目前,中國大陸336個主要城市淺層地熱能年可采資源量摺合7億噸標准煤,可實現供暖(製冷)建築面積320億平方米;大陸水熱型地熱能年可采資源量摺合18.65億噸標准煤;埋深3000-10000m乾熱岩型地熱能基礎資源量約為2.5×1025J(摺合856萬億噸標准煤)。

供暖、發電和農業為未來利用趨勢

地熱能的利用,涉及的模式十分廣泛,為現今的市場化地熱能開發提供了寶貴的經驗,地熱能的直接利用和地熱發電,如應用在工業加工、民用採暖和空調、醫療、洗浴、土壤加溫、農業溫室、農田灌溉、水產養殖、畜禽飼養等方面。

目前,地熱能作為新能源中的優勢能源之一,其利用模式,也由市場經濟初期的地熱溫泉利用,逐步向能源為主的利用模式轉型,使可貴的地熱資源得到充分、高效的利用。在未來,地熱能作為能源的主流利用模氏虧式有三種,分別是:地熱供暖、地熱發電與地熱農業。

以上數據參考前瞻產業研究院《中國地熱能開發利用前景與投資戰略規劃分析報告》。

Ⅳ 黃河三角洲地區地熱資源與開發前景

朱友強

(山東省地礦工程集團有限公司,濟南250013)

作者簡介:朱友強(1956—)男,教授級高級工程師,現任山東省地礦工程集團公司董事長、總經理。

摘要:黃河三角洲地區地熱資源豐富,開采潛力巨大。 地下熱水主要賦存於新近系館陶組、古近系東營組碎屑沉積岩中,屬於層狀孔隙-裂隙型熱儲,構成區內的主力熱儲層組。區內現有54~83℃的地熱井14 口,利用地熱供暖面積已達4.0×105m2,地熱開發的前景十分可觀。

關鍵詞:黃河三角洲;地熱資源;開發前景

1 概述

黃河三角洲是我國三大河口三角洲之一,也是世界上最新的並正在發展中的三角洲,具傍河傍海的區位優勢。自1964年開始組織石油會戰,逐步在黃河三角洲地區建成我國第二大油田——勝利油田以來,國內外各界對黃河三角洲的開發給予極大關注。國家先後把黃河三角洲列入農業綜合開發區和把東營列為沿海經濟開發區。山東省把黃河三角洲開發列為兩個跨世紀工程之一。2001年初,聯合國工業發展組織(UNIDO)中國投資促進處與東營市簽署了「支持黃河三角洲可持續發展項目合作協定書」,聯合國工業發展組織把黃河三角洲開發建設列為重點支持區域,把東營市列為「國際特色產業示範區」。九屆人大四次會議上,「發展黃河三角洲高效生態經濟」列入國家「十五」計劃綱要。這些都標志著黃河三角洲進入大開發、大發展時期,必將有力地帶動黃河中下游地區乃至整個黃河流域經濟的發展與繁榮。

地熱作為一種可供開發利用並有著巨大發展前景的可再生新型能源,有著巨大的經濟開發潛力。地熱礦水應用廣泛,易於開發,費用低廉,無環境污染,已普遍應用於供暖、生活洗浴、熱水理療、溫池游泳、溫水養殖、溫室種植、高效農業等領域,其開發前景十分廣闊。地熱資源的勘查與開發,必將對區域循環經濟與高效生態經濟,建立節約性社會,發展提供技術保障;對於實現東營市政府提出的「經濟快速發展,環境清潔優美,生態良性循環」的總體目標,緩解黃河三角洲地區能源緊缺狀況,促進經濟的可持續發展,具有重要意義。

2 地熱地質背景

2.1 地層與構造

黃河三角洲地區位於華北平原東南部,地處華北地台遼冀台向斜東部,中生代以來受燕山運動和喜馬拉雅運動的影響,一直緩慢下降,沉積了巨厚的新生代地層。

泰山群變質岩(Ar)構成區內基底,在凸起區埋深一般1~2km,凹陷區最深達9km。古近紀晚期在埕東凸起、陳家莊-青坨子凸起、濱縣凸起區南部皆有出露,岩性為紅、棕黃、綠色花崗片麻岩。寒武系—奧陶系

則主要在埕東凸起東北部、義和庄凸起、陳家莊-青坨子凸起北部、廣饒凸起上有揭露。岩性為淺灰、灰黃、灰黑色灰岩。

古近系屬於乾旱的溫帶-亞熱帶氣候條件下形成的河湖相及山麓沖積相沉積,沉積厚度變化較大,凹陷區厚度可達1500~2000m,凸起區缺失。孔店組(Ek)分布較廣泛,只在各凸起區缺失。以紫紅、棕紅色泥岩、砂岩、灰質砂岩、粉砂岩互層為主。沙河街組(Es)只在各凸起區缺失,自下而上分四段。沙四段為灰、灰褐色泥岩及頁岩,部分地區夾碳酸鹽岩、油頁岩或白雲岩;沙三段以塊狀細砂岩、粉砂岩、油頁岩、泥岩及頁岩為主;沙二段在東營凹陷發育較好,以灰綠、深灰、紫紅色泥岩、砂岩、礫狀砂岩互層為主。沙一段為灰色泥岩夾生物灰岩、白雲岩、油頁岩及粉砂岩。東營組(Ed)主要發育於東營凹陷和沾化凹陷,上部為灰綠、灰白色砂岩、細砂岩及泥岩;中部為棕紅色泥岩、細礫岩;下部為灰白、灰綠色細礫岩、細砂及泥岩。

新近系館陶組(Ng)在區域上沉積穩定,分布較廣泛,區內只在陳家莊凸起局部地段缺失。以灰白色礫狀砂岩、細砂岩、灰綠色細砂岩和棕紅色泥岩的交互沉積為主,底部為含石英、黑色燧石的礫狀砂岩、砂礫岩。新近系明化鎮組(Nm)分布較普遍,主要為土黃、棕紅色泥岩、砂質泥岩與灰白色砂岩。第四系平原組(Q)區內普遍分布,上部為淺棕黃、淺綠、灰色砂質粘土、粘土夾粘土質粉砂岩;下部為淺黃、淺灰綠色粉砂質粘土或淺灰綠色粘土質粉砂。

黃河三角洲地區在大地構造單元上屬華北地台(Ⅰ)的遼冀台向斜(Ⅱ1)東部。陵縣-渤海農場大斷裂又將其分割成埕寧隆起(Ⅲ1)和濟陽坳陷(Ⅲ2)兩個Ⅲ級構造單元。埕寧隆起由車鎮凹陷(Ⅳ1)和義和庄凸起(Ⅳ2)兩個Ⅳ級構造單元組成;濟陽坳陷由沾化凹陷(Ⅳ3)、孤島凸起(Ⅳ4)、陳家莊凸起(Ⅳ5)、青坨子凸起(Ⅳ6)、東營凹陷(Ⅳ8)、廣饒凸起(Ⅳ9)等構造單元組成。

受燕山運動和喜馬拉雅運動的影響,區內斷裂構造發育,構成本區主要構造單元的分界,均隱伏於新近系之下。較大的斷裂有:齊河-廣饒大斷裂、義南斷裂、陳南斷裂、廣南斷裂等,斷裂走向主要為EW、NW及NE向。喜馬拉雅運動時期,區內以塊斷和差異性升降運動為主,並伴有少量的玄武岩等岩漿活動。

2.2 地溫場特徵

黃河三角洲地區位於近 EW 向莫霍面隆起帶,莫霍面深度32 km 左右(陳墨香,1988)。地溫梯度較平原區其他部位偏高,最高達4.5~7.2℃/100m,大地熱流密度56~79mW/m2。恆溫帶溫度14~15℃,相應的恆溫帶深度為15~17m。從區內深孔測溫資料統計,廣饒、孤島、義和庄凸起地溫梯度大於4.5℃/100m,陳家莊凸起北側大於4.0℃/100m;凹陷區地溫梯度一般為3.1~4.0℃/100m。

2.3 地球化學場特徵

黃河三角洲地區地下熱水水化學作用主要是離子交替、濃縮及生物化學等,因此,礦化度及某些元素含量較高,富含微量元素。在東營凹陷內,館陶組、東營組等鬆散岩類層狀熱儲水化學類型以Cl-Na型水為主,但礦化度差異較大。館陶組一般8~20g/L,東營組18~23g/L。寒武系—奧陶系岩溶裂隙熱儲水化學類型亦為Cl-Na型,礦化度3~10g/L。凸起區的館陶組熱儲與寒武系—奧陶系往往連通性較好,水化學特徵有所變化。在凸起之上,館陶組地下熱水的礦化度呈升高趨勢。在垂向上,地下熱水的礦化度由淺至深也有逐漸增大的趨勢。

受圍岩、地下熱水循環交替條件及水文地球化學環境的影響,地下熱水中偏硼酸、偏硅酸、氟化物、溴化物、鍶、鐵、鋰、鋇等微量元素均有不同程度的富集。館陶組熱儲地熱水中溴化物含量8~30mg/L、鍶22.8~49.72 mg/ L;東營組熱儲地熱水中溴化物含量39.43mg/ L、鍶62.56mg/ L;寒武系—奧陶系灰岩熱儲地熱水中偏硅酸含量59mg/ L,鍶48mg/ L,均達到命名礦水濃度標准。

3 熱儲地質特徵

黃河三角洲地區經濟型地熱資源為低溫地熱資源的溫熱水和熱水型。新近系明化鎮組熱儲岩性多為粘性土,結構緻密,阻熱性能良好,但富水性差,熱導率低。加之埋藏淺,溫度低,故將其作為下伏熱儲層的保溫蓋層來研究(劉桂儀等,2001)。凹陷區古生界及古近系孔店組地層埋深較大,目前鑽井深度難以達到。沙河街組埋深雖不大,但砂層處於膠結狀態,多為低孔隙、裂隙含水層,且是主力含油層,地下熱水中大多含有油污,其熱水開發對油氣生產影響較大。因此,孔店組、沙河街組中的地下熱水不宜作為地熱資源來開發利用。中生界地層、石炭系—二疊系砂岩及前震旦系花崗片麻岩裂隙中含水很少,屬於「有熱無水」層,形不成熱儲。區內館陶組、東營組分布范圍廣、砂體單層厚度大,熱儲層岩性為未膠結或半膠結砂及礫岩,埋藏條件適中,構造條件相對簡單。在東營凹陷、沾化凹陷、車鎮凹陷內,地下熱水主要賦存於新近系館陶組、古近系東營組碎屑沉積岩中,屬於層狀孔隙-裂隙型熱儲,構成區內的主力熱儲層組。凸起區新近系熱儲以下還存在下古生界寒武系—奧陶系石灰岩熱儲,埋深1000~1500m,受斷裂影響岩溶、裂隙較發育,屬岩溶裂隙型熱儲。

3.1 新近系館陶組熱儲

館陶組熱儲層除在陳家莊凸起中部缺失外,幾乎廣布全區。其與下伏東營組、寒武系—奧陶系及太古宇地層呈不整合接觸。頂板埋深850~1250m,砂層厚度一般80~240m,佔地層總厚度的20%~40%。館陶組熱儲層岩性為灰白色礫狀砂岩、細砂岩、灰綠色細砂岩和棕色泥岩互層,底部為含石英、黑色燧石的礫狀砂岩、砂礫岩。礫石直徑為1~8mm,磨圓度中等,砂礫石層成岩性差,呈疏鬆狀,孔隙率25%~35%。據河口區河熱1地熱井資料,利用熱儲層段1793~1948m,孔口水溫73℃,出水量1920m3/d,水化學類型為Cl—Na型,礦化度為10.678g/L,並富含鍶、溴、偏硼酸、偏硅酸等對人體健康有益的微量元素。

3.2 古近系東營組熱儲

古近系東營組熱儲在義和庄凸起、埕東凸起、陳家莊凸起、青坨子凸起、廣饒凸起及工作區南部均有缺失。頂板埋深一般為1200~1700m,地層厚度一般200~500m(圖1)。自下而上可以分出從粗到細三個沉積旋迴,具明顯的正旋迴、正韻律的沉積特徵。頂部為灰綠、灰白色砂岩、細砂岩及泥岩互層,以砂岩為主;中部為棕紅色泥岩、細礫岩為主;底部為灰綠、灰白色含礫砂岩、細砂岩及泥岩。綜觀東營組砂層,三個沉積旋迴的下部均以厚層砂岩為界,其底部砂礫岩厚層最大,三個沉積旋迴均是在東營組地層最發育的地方才能全部出現。該組砂礫岩較鬆散,顆粒分選性較差,孔隙率不同區域差異性較大,在東營凹陷孔隙率為26%~31%;沾化凹陷為20%~25%。據東營西城東熱11地熱井資料,利用熱儲層段1586~1722m,孔口水溫74℃,出水量1954m3/d,水化學類型為Cl -Na型,礦化度為18.875g/L。微量元素中,鍶含量35.62mg/L,鍶型地熱礦水。

圖1 東營凹陷東營組地層等厚度圖

(據勝利油田資料編繪,1990)

1—東營組地層尖滅線;2—東營組地層厚度等值線(m)

3.3 寒武系—奧陶系熱儲

寒武系—奧陶系熱儲隱伏於新生界之下的古潛山熱儲層。熱儲層受地層結構、岩溶發育及構造控制。主要分布於義和庄凸起、埕東凸起南部與北部、孤島凸起、陳家莊凸起的北部及廣饒凸起。受構造控制,各凸起區寒武系—奧陶系頂板埋深差別較大。寒武系—奧陶系以灰、灰白色灰岩為主。義和庄凸起較特殊,除灰、灰白色灰岩外,還有鮞狀灰岩、豹皮狀灰岩及白雲質灰岩。寒武系—奧陶系灰岩岩溶裂隙發育,受岩性、構造及埋藏條件的控制,一般來說,碳酸鹽岩埋藏淺比埋藏深的裂隙岩溶發育,孔隙度較大;靠近較大斷裂比遠離處孔隙度與滲透率大;奧陶系灰岩比寒武系裂隙岩溶發育,孔隙度較大。其裂隙岩溶發育岩層佔地層總厚度的15%~25%,單井涌水量1000~2000m3/d,礦化度3~10g/L,井口水溫70~90℃。

4 勘查開發利用現狀與前景分析

黃河三角洲地區地熱資源的發現,最早起源於20世紀70年代勝利油田的石油勘探。在石油勘探中,曾打出十幾口水溫大於50℃的地熱井,其中五號樁地區的樁12 地熱井,井口水溫達98℃,居山東省之冠。這些地熱井均是在開發石油過程中形成的,成井質量較差,地熱資源開發利用程度很低,僅局部用於洗浴、水產養殖和地震觀測研究等,大部分未有開發利用。真正意義上的地熱勘查與開發,始20世紀90年代後期。1998年以來,隨著經濟的發展,上級主管部門及東營市利用礦產資源補償費資金,對黃河三角洲地區進行了專門性的地熱資源調查工作,初步圈定了地熱遠景區,啟動了地熱井鑽探示範工程。與此同時,山東省地礦工程集團公司及部分地熱開發企業自籌資金2000餘萬元進行了商業性地熱風險勘查與開發工作。申請勘查面積約600km2,提交地熱普查報告3 份。在東營東西城區、河口及孤島等地,打出了水溫54~83℃的地熱井14 口,單井出水量均在1500m3/d以上。這些工作,一方面拉開了黃河三角洲地區地區地熱資源勘查與開發的序幕;另一方面為黃河三角洲地區地熱開發提供了技術支撐。

黃河三角洲地區地熱資源為低溫熱水型,井口溫度54~83℃,適合直接利用。目前區內已有十餘口地熱井進行了不同程度的開發利用,主要開發項目有溫泉洗浴、浴池游泳、生活供水、供暖等。東營賓館、孤島芙蓉、孤島軍馬場、中建八局魯班公寓、勝東建工新村五個住宅小區,利用地熱供暖面積已達3.0×105m2,浴池游泳、洗浴及娛樂等開發也各具特色,初步形成了一定的規模,取得了顯著的社會、經濟和環境效益,展現出廣闊的開發前景。經初步計算,黃河三角洲地區可利用地熱資源量為5.888×1019J,熱水資源量5.63×108m3/a,摺合標准煤2.009×109t,潛在經濟價值高達10000 億元。隨著經濟的發展和人們環保意識的提高,作為石油枯竭後的替代能源——地熱已逐漸被人們所接受,其開發前景十分可觀。

5 地熱勘查開發的主要建議

黃河三角洲地區地熱開發利用還處於初始階段,無論是開發利用規模還是取得的經濟效益有待於進一步提高。因此建議:

(1)加快制定地熱資源勘查與開發規劃。黃河三角洲地區地熱資源豐富,但缺少一個對地熱資源開發利用合理、系統的規劃和發展藍圖。一定程度上,影響了地熱產業的發展和地熱開發整體經濟效益的提高。

(2)地熱勘查的精度有待於進一步提高。黃河三角洲地區地熱遠景區面積為7425km2真正經過專門地熱普查的面積不足600km2,查明的地熱資源儲量僅占總資源量的1/12,專門為尋找深部隱伏熱儲而進行的地熱地質勘查工作還未啟動。應加強地熱資源勘查工作,提高資源儲量級別,保障地熱資源的可持續供給。

(3)增強綜合開發利用意識,加快地熱應用的產業化進程。黃河三角洲地區地熱開發僅停留在供暖、洗浴等少數項目上,處在自發、分散和粗放的利用階段。地熱企業經營粗放,開發利用數量少且單一,綜合開發利用率低。盲目追求高額利潤,地熱資源的浪費現象比較嚴重。

(4)建立地熱資源應用的帶動性示範工程和科研機構。綜合研究國內外地熱資源開發利用的歷程,皆經歷了地熱資源勘查-建立示範工程-全面開發的過程。建立地熱資源開發利用的產學研一體化示範工程,是推進地熱資源的梯級開發、綜合利用產業化進程最佳途徑。

(5)加強地熱勘查管理與地熱專業法規建設。地熱是一種礦產資源,屬礦法調節范疇,但目前部門之間管理混亂。影響了地熱資源勘查與開發利用的有序發展。

參考文獻

陳墨香.1988.華北地熱.北京:科學出版社

劉桂儀,孟慶峰.2001.德州市低溫地熱資源及開發利用研究.見:「九五」全國地質科技重要成果論文集.北京:地質出版社

Ⅳ 淺層地熱能開發利用的世界現狀及在我國的發展前景

鄭克棪

(中國能源學會地熱專業委員會)

摘要:在世界地熱能直接利用中,應用地熱熱泵開發淺層地熱能已在近些年內獨占鰲頭,其裝機容量和利用能量均以每年超過20%的速度飛速增長,因為它適應了高效節能和環境保護的需要,而且經濟可行、普遍適用。由此分析預測地熱熱泵也必將在我國具有遠大的開發前景。

1 前言

2006年1月1日起我國《可再生能源法》開始實施,作為可再生能源之一的地熱能可以而且應當做些什麼呢?伴隨著20世紀70年代世界石油危機而掀起的地熱新能源開發,在30多年的發展歷程中又發現了新的亮點,那就是利用淺層地熱能的地熱(地源)熱泵開發技術。近10餘年來的這一股世界潮流給我們指引出一條光明大道,地熱(地源)熱泵史無前例的高效率和高環保效益,也必將在我國有巨大的發展前景。地熱工作者應該獲得先知,掌握市場,為地熱(地源)熱泵系統的大發展做好准備,為中國地熱在世界上的貢獻繼續努力。

2 地熱熱泵在世界上的大發展

五年一次的世界地熱大會總是給我們帶來世界地熱現狀的最新消息。在1995年義大利的世界地熱大會上,有幾篇文章嘗試著總結了井下換熱器、熱泵和地下儲熱的技術狀況和發展水平。然而,2000年日本和2005年土耳其的世界地熱大會上,這一技術和應用就出現了突飛猛進的新局面。

在2000年,地熱熱泵在世界26個國家中共安裝了50萬台裝置,總裝機5275兆瓦熱量(MWt),是1995年的2.84倍,平均每年增長23.3%,佔世界地熱直接利用總裝機容量的34.8%,首次超過了地熱供暖的份額(21.5%)。

從地熱熱泵利用的能量來說,2000年達6465GWh,5年內增長了59.2%,平均每年增長9.7%,它在地熱直接利用的能量中佔12.2%,尚未超過地熱供暖的份額(22.5%)。

至2005年,世界上33個國家已安裝了130萬台地熱熱泵裝置,總裝機15723MWt,是2000年的2.98倍,每年增長24.4%,佔世界地熱直接利用總裝機容量的56.5%,已是地熱供暖份額(14.9%)的3.8倍。從地熱熱泵利用的能量來說,2005年達到24076GWh,是2000年的3.72倍,每年增長30%。它在地熱直接利用的能量中已佔到最大份額為33.2%,遠遠超過了地熱供暖的份額(20.2%)。

地熱熱泵和地熱供暖的統計詳見表1和圖1。其規律為:

表1 世界地源熱泵和地熱供暖十年的發展對比

註:佔百分比指佔世界地熱直接利用總量的百分比。

圖1 地源熱泵和地熱供暖的裝機與能量對比

(1)地熱熱泵和地熱供暖的裝機容量與利用能量都是逐年增長的,只是地熱熱泵的增長速度更大,因此後來超過了地熱供暖。

(2)地熱熱泵的增長速度,在1995~2000年間雖已高於地熱供暖,但仍顯相對緩慢,而在2000~2005年間其裝機容量和利用能量均有高速的增長。地熱供暖在該兩段時期的增長速度相當。

(3)地熱熱泵單位裝機容量的利用能量小,而地熱供暖單位裝機容量的利用能量大。在圖1中可看出前者的二組圖表差別不大,而後者的二組圖表差別顯著。

3 地熱熱泵的優勢所在

地熱熱泵能成為世界上發展最快的可再生能源之一,其原因就在於它的高效率和無污染,而且經濟可行、普遍適用。

(1)熱泵機組的高效率在供暖模式上用運行系數COP來表示,它是輸出能量與輸入能量(電能)之比,目前熱泵機組的COP一般都能達到3~4。這等於說,熱泵的效率是300%~400%,而我們知道,空調機(空氣-空氣熱泵)的效率是200%,電的效率是100%,燃油的效率是90%,燃煤的效率是55%,因此熱泵的效率是最高的。熱泵的效率為什麼這么高?因為它消耗電能之外,另從低溫的地下水或土壤中吸取了大量的能量。

(2)專家稱,熱泵作為供熱裝量可以減少全球6%以上的二氧化碳排放量,它是目前市場上可獲得的減少二氧化碳排放量最大的單項技術之一。雖然熱泵本身不排放二氧化碳,但電廠發電時的二氧化碳排放有1/3至1/4要算在熱泵的賬上,但沒有其它污染產生。

(3)地熱熱泵利用淺層地溫的能源只需要鑽50~100m深的鑽孔,有的地方或許需要200m深,但比起地熱井要鑽1000~3000m來就經濟、簡易得多。

(4)淺層地熱能的資源條件到處具備,不像地熱井那樣受到地域局限,它基本上是普遍適用於世界各地,哪怕是寒帶也無妨。

4 地熱熱泵在我國的發展前景

當前世界上地熱熱泵發展最快的主要是美國和西歐、北歐等國家。中國雖然是發展中國家,但我們現在已經具備了地熱熱泵發展所需的各項條件:

(1)現在我國經濟實力強大,電力供應基本充足,雖然一些地區電力緊張,但電力建設都在規劃和實施之中,每年都有發展。相對20世紀70年代開發地熱之初,天津大學教授就提出了熱泵技術,但當初電力供應緊張,所以只能免談了。

(2)我國有相當豐富的淺層地熱能資源,國土地理位置主要在溫帶,無論淺層地下水或土壤中的溫度,利用100~200m深度就足夠我們消耗。不像地處寒帶的挪威,為了利用熱泵,將取熱的鑽孔鑽到了400m深度。

(3)社會發展和人民生活水平提高之後,冬季供暖和夏季製冷的需求日益強烈,像過去黃河以南有不供暖的「規定」早就不成為約束了。為了辦公和生活條件的舒適,願意將資金投在這方面。

(4)我們已經掌握了地熱熱泵的各項相關技術,雖然熱泵中的關鍵部件高壓壓縮機目前主要依靠進口,但我國已有了國產熱泵工廠,有大、中、小型產品,能設計安裝,也有了國家標准GB50366-2005,也規定了應由具有勘察資質的專業隊伍來承擔工程勘察。這些都是有利於規范市場、有利於地熱熱泵產業發展的技術基礎。

(5)適應於我國建設節約型社會和提倡環境保護的宗旨,地熱熱泵在世界上的公譽也必將在我國得到認可,得到大發展。

地熱熱泵在我國的發展現狀,可以看一下北京的例子:北京地熱勘查和開發進行了35年,地熱供暖的面積現在共40萬m2;但地熱熱泵在北京發展不足5年,現熱泵供暖面積已超過400萬m2

5 結語

利用地熱熱泵開發淺層地熱能的技術和資源條件已經具備,熱泵的最高效率和高度環保更贏得世界的青睞,因此,熱泵技術和產業正在世界上得到高速發展。我國也已具備相應的發展條件,發展前景非常看好。

參考文獻

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John W.Lund and Derek H.Freeston.2000.World⁃wide direct uses of geothermal energy 2000.Proceedings World Geothermal Congress 2000,1~21

John W.Lund,Derek H.Freeston and Tonya L.Boyd.2005.World⁃wide direct uses of geothermal energy 2005.Proceedings World Geothermal Congress 2005,No.0007,1~20

R.Curtis,J.Lund,B.Sanner,L.Rybach,G.Hellstrom.2005.Ground source heat pumps ⁃geothermal energy for anyone,anywhere:current worldwide activity.Proceedings World Geothermal Congress 2005,No.1437,1~9

Ⅵ 地暖行業前景怎麼樣

前景不錯,大力發展清潔能源已是當今時代主題之一,正因此,全球范圍內掀起了地熱資源開發利用的熱潮。隨著社會經濟擾悄發展和科學技術進步,人類對地熱資源認識將進一步提高,地熱發電前景值得期待。
我國是一個地熱資源較豐富的國家,特別是中低溫地熱資源幾乎遍及全國。據前瞻產業研究院統計,全國每年可開發利用的地下熱水資源總量為68.45億m3,所含熱能搏埋量為972.28×1015J,摺合每年約3284.8萬噸標准煤的發熱量。
總的來說,作為可再生清潔基李螞能源,地熱能已納入「十三五」能源規劃,地熱發電前景廣闊。地熱發電作為無排放、無消耗的穩定能源,在中國有著較為先進陸上油氣鑽采技術和設備的情況下,可以成為我國地熱發電的有力後盾。

Ⅶ  地熱能利用前景

在1973年石油危機之後,很多國家應用地熱資源的發電和非電利用總容量達到數百MW。1973和1978年石油價格的突然增加,加快了地熱開發的步伐,並在地熱利用家族中增加了一些新成員國。

地熱能適於發電和各種非電利用。現已證實,即使在現今石油價格較低的情況下,地熱能與其他能源相比也有商業競爭力。在一些發展中國家和東歐,從能源利用的環境效益出發,需要最新的技術和經濟來支持開發地熱資源。

在過去的20年中,地熱工業發展很快。然而,它嚴重地受到石油天然氣市場的價格影響。1978年每桶原油價格從15美元增加到34美元,這在世界各地加速了地熱開發,一些國家於1973年的石油危機之後即開展了地熱勘查工作。1985年原油價格從27美元降至12美元,改變了地熱能的市場競爭力,所以80年代後期很多國家延遲了地熱項目投資或將之取消。

在1973年石油危機之後,法國是致力於地熱研究與開發的主要國家之一。在1973~1982年和1983~1992年兩個時期,地熱研究與開發的強度基本相似,但地熱利用的投資在1973~1982年為13百萬美元,1983~1992年為355百萬美元,後期的投資主要集中發生在1981~1986年度,這與1978年的石油價格上升基本吻合,從法國一些新的地熱項目投資與石油價格對比可以看出,在1978年的石油危機之後4年時間,地熱開發出現峰值,1986年石油價格下降之後,法國沒有新的地熱供暖項目投入運營。

在石油價格在低水平相對保持穩定的1978~1985年間,地熱發電為何以17%高增長率增長呢?單就美國來說,若石油價格一直保持現在的低水平,能源部希望在2010年以前,地熱發電裝機容量年增長率為5.4%,如果石油價格再度上升,希望年增長率6.9%。表8-5列出了不同能源每度電的價格,對於直接利用,情況可能有所不同。近年來,中國地熱能直接利用的迅速增長,以及美國、瑞典等國家熱泵的出現,促進了直接利用。

1992年在西班牙召開的世界能源會議(WEC)上討論「未來世界的能源」,並提出了全球和區域能源前景,這一研究側重於經濟發展、能效和環境效應三個方面。

表8-5應用不同能源發電成本對比

Bronidci等於1993年,曾預測1990~1995年間,能耗增長率為4%,之後為6%~8%,預測2000年地熱發電總裝機容量達12800MW,2010年為26100MW,2020年為50300MW。對於直接利用,Bronidci於1993年假設其增長率為每年3%,2000年將增至6.5MW,2010年為10.5MW,2020年為16.6MW。按目前的政策情況,Bronidci等1993年的預測,到2020年,地熱發電裝機容量20400MW,直接利用9.7MW。

1990年,地熱發電裝機容量60000MW在運行,另外2000MW在計劃或建設之中,若以4%的年增長率,到2000年將達到8900MW,2010年達13000MW,2020年達19000MW。然而,直接利用發展將相對較快,因為低溫地熱資源在很多國家均有分布,且不像發電需集中開發。在中國、原蘇聯和東歐一些國家,廣泛利用低溫地熱資源進行供暖、食品加工,這將大大提高直接利用的年增長率。美國計劃在今後的20年中熱泵增長率達到17%,這將預示著熱泵應用將在其他工業化國家迅猛增長。假設地熱直接利用年平均增長率為10%,到2000年將達到30000MW,2010年為77000MW,2020年為200000MW。假設發電利用和直接利用的單價一樣(1982~1992),且考慮影響直接利用和發電利用的價格等多種因素,在未來的10年中,地熱投資可望達到160億美元。

Ⅷ 地熱資源開發利用發展趨勢

近年來我國對地熱資源的勘查、開發利用與管理逐步走向成熟,呈以下發展趨勢:

(1)注意非地熱異常區的地熱資源勘查與開發,拓寬了地熱資源開發利用的范圍。地熱資源分布面廣,在深部有強滲透儲層分布的條件下,按地熱增溫率計算,在一定深度內都有可能獲得所期望的地熱資源。隨著勘探技術的進步,目前鑽3000~4000m的地熱深井已不是難題,這就使地熱資源的開發有了新的思路,不局限在地熱異常區或分布在較淺的部位,尤其是在一些大型沉積盆地區和有經濟基礎的城鎮,開始了進行地熱資源開發的探索,有的已取得了成功,如石家莊、鶴壁等地。

(2)油田地區地熱資源開發受到了普遍的關注。位於沉積盆地的油田地區實際上也是地熱資源廣泛分布的地區,相當一部分有水無油的石油勘探井可以改造為地熱開采井;油田開采後期水多油氣少,可以轉為以開采地熱資源為主,這樣可同時開發地熱和剩餘油氣資源,對油田地區的經濟發展和產業調整十分有益。這已引起了石油界同行普遍關注,並已在華北、華東、大慶等地進行散檔了試點,取得了很好的效果。

(3)重視地熱資源的綜合利用與梯級利用,提高地宏掘孝熱資源的利用率和經濟效益。對地熱資源的開發利用已由初期的一次性利用向綜合與梯級利用方向轉化,用於供熱採暖的地熱水往往採取先採暖後供熱和環境用水或依據建築物對溫度的不同要求實行梯級採暖,或利用熱泵技術將一次採暖後的尾水,利用熱泵進行熱能轉換作二次利用等方式,提高了地熱資源的利用率和技術含量。地熱資源在用於農業溫室種植方面,也在考慮利用不同作物對溫度要求的不同,實行溫度的梯級合理配置,如北京小湯山地區的現代農業園。

(4)重視采灌結合,維持地熱資源的可持續利用。在一些早期開發地熱的地區,如北京、天津、福州、西安等地,地熱水水位已有較明顯的下降,在一定程度上影響到資源的進一步開蔽稿發和持續利用。聯系國內外開發地熱的經驗,地熱回灌已成為維持地熱資源可持續利用和提高熱田地熱資源採取率的共識,這些早期開發地熱資源的地區,除了開採回灌試驗研究外,已將采灌結合列入了對熱田進一步開採的重要管理內容。

(5)推進規模化開發,使地熱資源的配置趨於合理,提高開發利用的整體經濟效益。這是與地熱資源的特點、采灌結合開采方式的需要、經濟規模化和大型化的發展形勢分不開的。隨著經濟發展,大型企業的涌現和地熱采灌結合的實施,將限制小型的只採不灌的單位對地熱資源的開發,而鼓勵資源條件好、有經濟條件實行規模化開采並可實行采灌結合的單位開發地熱資源,這將是一個必然的趨勢。

(6)制定統一開發規劃,實行統一開發。開發地熱是以開發其以水為載體的地熱流體資源或地熱水資源,由於其流動特性,在同一熱田或在分布廣泛的同一熱儲層內開采地熱水資源時,開采井之間的相互干擾是不可避免的。為了合理開發與保護地熱資源,減少以致避免盲目開采問題,應在查清可采地熱資源條件下,制定統一的開發規劃,實行統一開發和管理。對此,早期開發地熱資源的北京、天津、福州等地已注意到了這個問題,較早制定了地區的地熱資源開發規劃,推進對地熱資源的有序開發。

(7)地熱開發利用中控制技術的應用。主要是對地熱開采井產量、水量配置、地熱尾水的排放溫度按供求的實際需要進行控制;對地熱水井產量、井內水位(頭)變化、水溫等實行自動監測傳輸等。在北京、天津等地新開發地熱資源的單位應用自控技術已較普遍。

(8)強化管理。加強行政立法,制定相關的技術標准,對地熱的開發利用實行規范化管理和法制管理。

Ⅸ 天津地區淺層地熱能開發利用前景淺析

曾梅香 高寶珠 黎雪梅 李會娟

(天津地熱勘查開發設計院)

摘要:淺層地熱能是指廣泛存在於淺部地層(恆溫層至數百米范圍內)中的熱能,是一種低品位(<25℃)的能源。但因其分布廣泛、儲量巨大、節能顯著、可循環利用等優勢而日益受到關注。隨著熱泵技術的發展,淺層地熱能被認為是建築供暖(冷)用新能源中是最為現實、最有前途的能源。本文主要介紹這種能源的資源潛力、開發利用前景及優化開采方案。

1 引言絕緩爛

隨著生活水平的提高,人們對室內舒並漏適程度的要求越來越高,我國建築用能佔全社會能源需求的比例也由原來的1/6增長到1/4,其中供暖、製冷、供生活熱水的能耗佔了相當大的比重。不斷增長的能源需求和供給之間的矛盾,以及利用傳統能源對環境的巨大壓力,使人們對風能、太陽能、地熱能等綠色能源的開發抱著極大的熱情。淺層地溫源以其儲量巨大、分布廣泛、可循環利用等優勢,在世界范圍內備受推崇。以利用淺層地熱能為主的熱泵技術,在歐美等發達國家經過數十年的發展已相當成熟。因此,國內外一些能源專家認為:採集大自然低溫可再生能特別是淺層地能(熱)是21世紀取代傳統供暖(冷)方式最為現實、最有前途的技術。

2 淺層地熱能的特點

淺層地熱能是指儲藏在地下數百米以淺的地層中、溫度介於基準溫度(當地恆溫帶處的溫度)和25℃之間的低品位熱能,它是深部熱能向上傳導和太陽輻射共同作用的結果。各地區的恆溫帶深度及其對應的基準溫度主要與所處緯度相關,基準溫度與當地的年平均氣溫相當。我國地域廣闊,南北差距較大:我國已測得的恆溫層深度在15~30m之間,基準溫度在10~23℃之間。

淺層地熱能的特點就是儲量巨大、分布廣泛、參數穩定、幾乎不受環境氣候的影響,是能量較恆定的可再生清潔能源,是熱泵技術應用最多的地溫資源層[1]

3 天津淺層地熱能儲量概算

天津轄區面積11919.7km2,除去775km2的北部山區外,其餘的廣大地區均覆蓋了鬆散的新生界地層。但寶坻斷裂以北的鬆散層厚度僅100~300m,鬆散層底板處的溫度一般哪稿小於20℃,淺層低溫能的儲量有限,在此不做計算;該斷裂以南8700km2的范圍內,鬆散層厚度均大於千米,恆溫帶埋深30m左右,基準溫度為13.5℃;受基岩面起伏和斷裂構造的影響,蓋層平均地溫梯度介於2~8.3℃/100m之間;地層溫度25℃處的最大埋深為600m(寶坻斷裂以北地區除外),最小為170m。根據以往的地熱地質數據,估算8700km2范圍內的淺層低溫能儲量達3.6×1019J,摺合發電量1×1013kW·h,相當於可連續維持天津用電最高負荷(2005年為597萬kW)190年。即使開采其中的百分之一,也可以極大地緩解電力緊張的問題。

4 淺層地能開發應用實例

在我國政府提出加快發展循環經濟,建設節約型城市的情況下,在人口集中、經濟發達的大城市,一些公共建築如政府機構、醫院、學校等,有條件的都要優先使用淺層地溫、太陽能和生物質能等再生能源,部分替代電能,或與電能互補,改變城市能源結構單一的局面,促進能源結構多元化,有效緩解電力緊張問題。如北京早在幾年前就開始淺層地溫的利用,目前採用淺層地能供暖替代燃煤鍋爐的建築物總面積已達200萬m2,2006年有望達到300萬m2[2]

天津是全國最早開采利用地熱資源的城市之一,但深部地熱資源因補給緩慢而面臨越來越大的開采壓力,某些地區已嚴格限采;而以開發可循環利用的淺層地熱能的熱泵技術在有關部門的大力支持下,正迎來它的快速發展階段。

天津地礦珠寶公司改燃工程中成功地採用深部地層儲能反季節循環利用新技術,解決了面積約6200m2建築物的冬季用熱、夏季用冷要求。其開鑿了一對井深約200m的同層采灌對井(井距34m),利用淺層地熱能(上更新世Q3地層20~100m、水溫14℃;中更新世Q2地層110~140m、水溫15.5℃;190~230m、水溫18℃),通過地下水作為載體聯系深部儲能地層和地上換能設備系統進行能量轉換,采、灌量穩定在40~50m3/h,基本達到平衡。系統建成後運行工況表明:盡管冬、夏季室外溫度變化幅度較大,但室內溫度在冬季控制在20℃左右,在夏季控制在26℃左右,不僅能完全滿足工程不同季節溫度要求,而且每年可節約運行費用約27萬元,增加寫字樓及賓館收入約50萬元;同時每年減少二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳和煤塵等污染物的排放量分別約4800kg、1400kg、120m3和1100kg,經濟效益、環境效益相當顯著。

天津市中心海河商貿區古文化街。工程採用三眼900~1000m深井作為熱源井、三眼400~450m的淺井作為冷源井組成三個異層采灌井組,對井井距5m,三個井組,三角形布置,每組相距270m。夏季抽淺井中第四含水組的冷水水溫為19~20℃,通過熱泵製冷,38℃的尾水灌入深井儲熱;冬季抽深井明化鎮組熱儲層的地熱水、水溫為36~41℃,通過熱泵供熱,9℃的尾水回灌入淺井儲冷。該項目已安全運行近兩年,效果良好。雖說這種異層采灌還是個新鮮事物,但它通過一采一灌實現采補平衡,實現反季節儲能,不僅使寶貴的地熱資源得到可持續性利用,通過調控回灌壓力控制地面沉降,還可充分利用地表淺層中溫度較低的地熱能與高溫的地熱水進行循環供暖製冷,是循環經濟的真正體現。

5 淺層地熱能利用中存在的問題及對策

利用地球表層恆溫層的特性,對人類的生存和活動進行有意義的應用開發,是利用地溫資源的主要目的。開發利用地熱資源,主要是以水(或流體介質)為載體,通過直接開採回灌地下水或人工灌注循環與地層換熱得以利用。

國內外淺層地下水傳統的能量採集方式為對井抽灌,優點在於抽水井的水溫在熱泵運行周期內基本保持穩定,可使熱泵機組接近在額定負荷下運行。但是,對井或多井抽灌不僅僅鑽井數量增多,其缺點主要回灌率較低,而易地回灌改變地下水的分布,容易產生移砂淤井的現象(特別是鑽孔成井工藝較差的施工,地下水含砂量超標時,一個採暖期數十萬噸水循環,帶走泥砂可達數噸以上)。為克服地下水回灌難的缺點,有關科研部門已結合實踐自主研製了「單井抽灌」技術,該淺層地能(熱)採集技術已廣泛應用於各種類型的建築供暖(冷)三聯供工程中,在全國已達200萬m2,取得了良好的效果。目前,國內外在採集淺層土壤低溫熱量方面已做了很多相關試驗和研究。採集方式主要有三種形式:水平埋管(直管,螺旋管)、垂直埋管(U型管,螺旋盤管套管)、基樁埋管(與建築物基樁做成一個整體)[3]

6 淺層地熱能開采中的注意事項

地表水(江、河、湖、海等)低溫能量的採集雖然很方便,但受氣候的影響,溫度變化很大,特別是北方寒冷地區,水溫和氣溫卻很低,能量採集必須要考慮結冰防凍問題,同時由於溫度過低,熱泵系統的能效比(COP值)降低並同時影響其額定熱輸出功率。淺層地能(地下水和土壤)的能量採集雖然不如地表水方便,但是其低溫能量相對很穩定,溫度水平略高於當地氣候的年平均溫度,春夏秋冬基本恆定,只要能量採集的工藝手段恰當合理,熱泵系統的能量平衡是相對穩定的。

淺層地熱能雖然儲量巨大,四季可再生,但對於具體的地域不同的水文地質條件,其開發利用還是要有選擇的,什麼場合適合於淺層地下水低溫能量的採集,什麼場合適合於土壤低溫能量的採集,採集的規模多大,用何種方式,開發利用不能過度,否則不僅影響經濟性、安全性,還會造成地下水文地質條件的破壞。因此在工程配套設計施工中不僅僅要從能量的穩定合理的採集考慮,還要特別注意環境效益,不污染地下水,不破壞地下地質結構,保護地下水資源[1],注意下列各方面:

(1)採集地熱能時,要做到只用其熱、不耗其水,用熱後必須全部回灌,並監控回灌的實施。

(2)地下水採集井深度限制在地表淺層400m以內,遠離400m以下的國家二級水質區域,保護生活飲水區,根據具體的水文地質條件確定打井深度,盡可能採用地下百米以內的淺層地下水。採用地下水源熱泵時,水源的選擇應為:水量充足,水溫適當,水質良好,供水恆定,易於回灌。具體應考慮:地下水取水深度多在100m以內、各含水層厚度一般應大於5m、冬季地下水溫應不低於10℃、地下水含沙量小。

(3)盡可能的就近回灌,在不影響熱動力工況下,應積極推廣「單井抽灌」技術,不具備「單井抽灌」條件的可採用對井抽灌,對井位置應遠離城市區域供水站(距離應大於100m)且應設置在其下游區,且回灌井應設置在抽水井的上游區,井距應在10~20m以上,回灌井深度不宜接近地下生活飲水區,一般與抽水井深度相當(同層回灌),同時循環系統嚴格封閉,密切監控回灌水質,嚴防被污染,防止移砂、抽空和淤塞。

(4)對於一抽一灌、一抽多灌的對井和多井要嚴格審批,限制打井數量,禁止過度開采地下水,杜絕水資源的浪費污染,有效合理的利用地下水資源。

(5)井間距和井與建築物的相對位置要設計合理,系統採用大溫差小流量,以降低動力消耗。

參考文獻

[1]程韌.淺層地能(熱)的開發與利用.2005

[2]段金平.北京將推廣利用淺層地溫.中國地質環境信息網地勘導報.2005

Ⅹ 地熱的發展

審時度勢,要推進我國地熱產業健康發展,需從以下四個方面入手::
一是合理規劃地熱資源的開發利用,引導和規范產業發展。地熱能資源雖屬可再生資源,但再生需要一定條件,而且不能無限再生。要保持能源的長期穩定性,讓人民群眾永享大自然的福賜,就必須把節約性保障措施放在優先位置統籌考慮,大力倡導「在保護中開發、在開發中保護」的發展模式。這就需要有關部門必須做好地熱產業產能布局和產業鏈的規劃工作,將重點放在高精尖技術的突破上,避免地熱產業鏈盲目集中於技術含量不高的環節,造成局部產能過剩、全行業整體競爭力不強。同時,在國家發展規劃中要明確地熱資源的利用率比例、地熱資源在能源消費中的比例等指標,並與節能減排目標相結合。此外,要協調好地方政府發展規劃和地熱發展的相關規劃,使之與國家總體規劃保持一致,避免地方政府盲目上項目、過度投資。
二是積極開展淺層地熱能資源勘查評價,促進產業可持續發展。地熱能特別是淺層地熱能資源,採用何種方式開發、可能利用的量、長期利用後對環境的影響程度等,受到當地具體水文地質條件(地下水埋藏條件,地層結構、含水地層的滲透性、地下水水質等)的限制,只有這些條件查清楚,才能對淺層地熱能的利用方式做出正確的選擇。因此,當前應先從平原區的重點城市起步,開展以1∶10萬比例尺精度為主體的勘查評價工作。以原來開展的水文地質勘查成果為基礎,補充必要的獲取岩土體熱傳導率、滲透率等參數的勘查工作。在勘查評價的基礎上,編制淺層地熱能開發利用規劃,進行合理布局,確定適宜開發利用的地區、圈定不同利用方式(地下水、地埋管)的地段、提出合理的開發利用規模、防治地質災害和環境地質問題的措施。
三是創造良好的政策環境,支持地熱產業發展。地熱能特別是淺層地熱能開發利用,最初投資較高,但運行管理費用低並具有清潔、高效、節能的特點,是具有很好的開發前景和可持續利用的清潔能源。為此,政府可以通過建立地熱能資源專項資金、補貼、投資退稅或生產減稅等優惠政策,降低地熱產業發展的前期資金成本。當然,從地熱產業的可持續發展考慮,這些支持措施既要適度又要適時,要根據產業發展周期採取不同的優惠措施,從而促使地熱產業從依靠政策扶持發展到具有自身競爭機制的成熟產業。此外,要理順體制機制,加強政府各部門的組織協調,建立良好的制度環境。
四是加大地熱開發利用的技術創新,完善技術支撐體系。要盡快建立國家級研發平台,加強技術研發工作以提高創新能力;要將地熱資源的有效利用列入各級政府的產業發展和科研攻關計劃,增加投入,納入預算;要促進企業和科研單位結成戰略夥伴關系、建立創新聯盟,使創新覆蓋整個產業鏈的所有重要環節;要制定相關的技術標准、規范,規范地熱能資源的開發利用;要在技術上吸收國外成功的先進經驗(如開采與回灌技術、發好首電與熱利用技術),引進用於中低溫地熱利用的熱泵技術,實現地熱資源的梯級綜合利用,提高地熱能源的利用率,進而保護生態平衡,實現可持續發展。
岩漿發電
岩漿發電,其本質是地熱發電。只不過和普通地熱發電有形式上凳襪嫌的差異。隨著世界經濟的不斷增長,能源的消耗也越來越大,化石燃料的大量使用帶來了嚴重的環境污染和生態破壞,資源量也日益減少。開發潔凈的可再生能源成了可持續發展的迫切需要。作為替代能源之一的地熱能源日益受到人們的重視。地熱電站沒有燃料運輸設備,沒有龐大的鍋爐設備,沒有灰渣和煙氣對環境的污染,是比較清潔的能源,而且地熱發電成本較水電、火電都低。火山爆發時噴出的高溫岩漿,蘊藏著巨大能量,如何利用地下的高溫岩漿發電,是能源科學研究的一大課題。美國能源部在20世紀80年代初開始進行火山岩漿發電的可行性基礎研究。並在夏威夷島基拉厄阿伊基熔岩湖設立實驗場,實驗是成功的。美國於1989年選定了用岩漿發電的發電廠址,在加利福尼亞州的隆巴列伊地區打了一口6 000米的深井,利用地下岩漿發電,90年代中後期建成岩漿發電廠。其設計思想是用泵把水壓入井孔直達高溫岩漿,水遇到岩漿變成蒸汽後噴出地面,驅動汽輪發電機發電。計算機模擬表明,從一口井中得到的蒸汽熱能發電,可以抵得上一台5萬千瓦的發電機組。美國能源部計算後宣稱,美國的岩漿能源量可摺合為250億~2 500億桶石油,比美國礦物燃料的全部蘊藏量還多。日本也從1980年棗手開始進行高溫火山岩發電的實驗。日本新能源開發機構成功地從3 500米深處的地下高溫岩體中提取出了190℃的高溫熱水。方法是在花崗岩體中打兩口井,往其中一口井中灌入涼水,再從別一口井中抽出高溫熱水。每分鍾灌入1.1噸涼水,可連續回收0.9噸190℃的高溫水。1989年,日本新能源開發部又利用高溫岩體連續地獲得高溫熱水和蒸汽。他們在相隔35米的距離內鑽了兩口1 800米的深井,以每分鍾0.5噸的流量向一口井中灌進涼水,從另一口井抽出的水就被岩體加熱到100℃以上。他們的目標是設法使涼水變成200℃的蒸汽,最終實現發電。 英國從1987年開始進行岩漿發電實驗。 在英國一個溫度最高的熱岩地帶,其2 000米深處的岩體溫度約100℃,在6 000米深處的熱岩可以把水加熱到200℃。一口井就能產生1萬千瓦的電力,可持續用25年時間。英國計劃在1995年建成一個6兆瓦的熱岩發電廠,可滿足2萬人口小城鎮的電力需求。

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