寧波市國土資源局副局長 何國強
加快寧波地熱資源開發(fā)利用的若干思考
寧波市國土資源局副局長 何國強
在參觀上海世博會時,細心的游客會發(fā)現(xiàn),在世博軸近23萬平方米的半開放式超大空間里根本就看不到任何降溫裝置,這陣陣涼風來自何處?原來,世博軸的空調(diào)系統(tǒng)與普通的中央空調(diào)不同,世博軸的空調(diào)系統(tǒng)是利用黃浦江的江水和地下土壤的熱量作為系統(tǒng)的冷熱源,然后通過熱泵機組實現(xiàn)熱能轉(zhuǎn)換,為室內(nèi)提供適宜的溫度,夏季江水源占70%,地源占30%,一切都在地下悄然運轉(zhuǎn)。這套設備是由北京華清地熱開發(fā)有限公司上海分公司設計安裝的。
當前,世界各國政府越來越關注地熱資源。加強對地熱資源的勘查、開發(fā)、利用,對于寧波市推進低碳經(jīng)濟和節(jié)能減排工作、加快生態(tài)建設、提高人民群眾生活品質(zhì)均具有極其重要的意義。2010年4月,新一屆世界地熱大會在印尼巴厘島隆重召開,其主題十分鮮明,就是:地熱——改變世界之能源!會議吸引了85個國家和地區(qū)超過2500名代表參加,盛況空前,從一個側(cè)面也反映了各國對地熱開發(fā)工作的重視。
1、地熱資源具有巨大而獨特的優(yōu)勢
地熱資源是指在當前技術經(jīng)濟和地質(zhì)環(huán)境條件下能夠科學、合理地開發(fā)出來的,是地殼巖石中的熱能量和地熱流體中的熱能量及其伴生的有用組分。它是礦產(chǎn)資源的一部分,也是高清潔度的可再生能源。地熱資源按賦存狀態(tài)可分為水熱型、干熱巖型和地壓型地熱資源;按技術經(jīng)濟條件可分為淺于2千米的經(jīng)濟型地熱資源、2千米至5千米的亞經(jīng)濟型地熱資源;按溫度可分為高溫和中低溫地熱資源。
一是儲量巨大。地球內(nèi)部蘊藏著難以想象的巨大熱能。據(jù)估計,僅地殼最外層10公里范圍內(nèi)的熱能就相當于全世界現(xiàn)產(chǎn)煤炭總發(fā)熱量的2000倍。如果計算整個地熱能的總量,則相當于煤炭總儲量的1.7億倍,據(jù)此估算地熱資源要比水力發(fā)電的潛力大100倍。在全世界,地熱“可采資源”總能量為5×10億焦耳/年,雖然只占“資源基數(shù)”(總能量140×10億焦耳/年)的很小一部分,但其量仍十分可觀,已超過全球一次性能源的年消耗量。
二是清潔環(huán)保高效。地熱是本土化的、可持續(xù)和可再生能源,它替代了其它形式的能源利用,尤其是化石燃料能源。許多國家的地熱利用減少了對進口燃料的依賴,而且對所有的國家都減少了污染,即顆粒物和溫室氣體。以地源熱泵的利用為例,從節(jié)能角度看,2009年世界地源熱泵利用熱能214782×1012 J,若按發(fā)電利用考慮,這相當于一年節(jié)省了1.012億桶石油。從減排的角度看,根據(jù)美國勞倫斯實驗室為美國能源部(1997)創(chuàng)立的減排算法,2009年世界地源熱泵利用熱能214782×1012 J,當作發(fā)電考慮時相當于節(jié)省碳1343萬噸,相當于減排二氧化碳4872萬噸。以國內(nèi)北方的地熱井使用為例,據(jù)測算,一口地熱井用于冬季供暖與綜合開發(fā),平均每年可節(jié)約用煤3000噸,減排二氧化碳6000立方米,減排二氧化硫37噸,減少灰渣量943噸。
三是廉價。美國能源部直屬的國家可再生能源實驗室(N R E L)提供了(2005年)各能源千瓦時單位發(fā)電量所需費用:其中地熱能是0.031到0.08美元;風能是0.043到0.055美元;太陽能是0.11到0.31美元。根據(jù)上述報告中的數(shù)據(jù),紐約州立大學席林教授就不同能源進行了比較,最后得出結(jié)論:地熱能是最廉價的能源。不難看出,現(xiàn)在投資的熱門——太陽能開發(fā)性價比遠遠落在其他能源之后。席林指出:“人們對發(fā)展風能、太陽能的觀點根深蒂固,很有可能是因為我們平時對這兩種能源講的比較多,而且在它們身上投資不少,尤其是太陽能”。
三是用途廣泛。目前利用地熱主要分為高溫地熱和中低溫地熱能兩類。高溫地熱(150℃以上)絕大部分用在發(fā)電上。20世紀70年代后期,我國開始利用高溫地熱資源發(fā)電,先后在西藏羊八井、郎久建工業(yè)性地熱發(fā)電站。其中羊八井地熱熱電站裝機容量25.18 MW,約占拉薩電網(wǎng)全年供電量的40%,冬季超過60%。國外如菲律賓早在2002年地熱占電力供應高達22%。中低溫地熱
直接利用主要在地熱供暖制冷、醫(yī)療保健、洗浴和旅游度假、養(yǎng)殖、農(nóng)業(yè)溫室種植和灌溉、工業(yè)生產(chǎn)、礦泉水生產(chǎn)等方面。
地熱資源甚至在防災減災方面有獨到優(yōu)勢。日本、美國大量利用地溫能資源,機場跑道、大橋和高速公路路面遇到大雪不會積雪結(jié)冰,交通可以暢通無阻,可以大大減少災害造成的損失。
2、國內(nèi)外地熱資源利用正掀起新一輪高潮
目前,世界上許多國家都在調(diào)整各自國家的發(fā)展戰(zhàn)略,不僅大力發(fā)展高技術,對新能源領域也都重新采取合理調(diào)整、相應發(fā)展的總體戰(zhàn)略。在現(xiàn)代高技術的推動下,地熱能的開發(fā)利用出現(xiàn)了一個嶄新的局面。根據(jù)世界地熱大會統(tǒng)計,從地熱發(fā)電來看,地熱發(fā)電在27個主要國家中總裝機容量達到了10751 MWe,年發(fā)電利用67246 GWh,平均利用系數(shù)為72%(一年中有72%的時間在工作)。近五年內(nèi)增長最大的是美國530 MWe、印尼400 MWe、冰島373 MWe(冰島全國83%的供暖靠地熱)、新西蘭193 MWe。從地熱直接利用來看,2009年世界地熱直接利用的總設備容量50583 MWt,比2005年增長了78.9%,平均年增長率是12.33%。直接利用的總能量是438071 T J(121696 GWh),比2005年增長了60.2%,平均年增長率是9.89%。中國居利用地熱能總量的世界排名第一,美國、瑞典、土耳其、日本、挪威、冰島、法國、德國和荷蘭等國緊隨其后。
從國內(nèi)看,中國的地熱能利用的總體規(guī)劃和利用水平走在世界前列。北京、天津、山東、上海、陜西等省市地熱開發(fā)利用在全國處于領先地位。以地熱供熱為例,北京已有1300萬平方米的建筑利用淺層地熱能供暖制冷,沈陽已超過2000萬平方米。據(jù)不完全統(tǒng)計,全國淺層地熱能服務面積超過了6000萬平方米。人們常說的溫泉就是典型的用于理療洗浴的地熱能,溫泉經(jīng)濟和溫泉熱正在全國蓬勃興起,廣東、重慶、江蘇、福建等省市溫泉開發(fā)勢頭如火如荼,全國涌現(xiàn)了一大批“溫泉之鄉(xiāng)”和溫泉城。從省內(nèi)看,寧波市地熱資源開發(fā)工作是全省最早的。 寧 波市南溪溫泉為提高寧海的知名度作出了很大貢獻,武義縣等縣市后來居上,更是走出一條靠溫泉帶動欠發(fā)達地區(qū)經(jīng)濟社會全面跨越式發(fā)展的路子。
寧波市地熱開發(fā)工作起步較早。1959年,全省第一口36℃的溫泉在我市寧海發(fā)現(xiàn),隨即通過勘探,于1960年建立水溫達47℃的熱水井和省內(nèi)第一個溫泉療養(yǎng)院。上世紀60年代以來,地質(zhì)、石油、海洋、農(nóng)業(yè)、市政等部門在寧波市相繼開展了區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、水文地質(zhì)勘察、重力和磁力測量、石油地質(zhì)普查、農(nóng)業(yè)地質(zhì)環(huán)境調(diào)查及地下水溫測量、地熱異常調(diào)查、地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測等一系列地質(zhì)普查、調(diào)查、勘察、監(jiān)測及相關專題研究工作,不同程度地查明寧波市地質(zhì)環(huán)境背景,積累了豐富的地質(zhì)資料。地質(zhì)工作研究程度相對較高,已完全具備地熱資源進一步勘察的工作條件。從地質(zhì)環(huán)境條件分析:
1、關于深層地熱開發(fā)利用潛力
寧波平原為一中生代斷陷盆地,區(qū)內(nèi)存在規(guī)模較大的斷裂構(gòu)造,北西向以張性為主斷裂構(gòu)造延伸深度大,破碎帶有多次活動性質(zhì)?;鶐r裂隙水及紅層構(gòu)造孔隙水在構(gòu)造有利部位富水性中等。寧波盆地熱流值為75-90 mw/m2,遠高于省內(nèi)其他地區(qū),盆地深部地溫環(huán)境條件優(yōu)越。盆地內(nèi)廣泛分布白堊紀河湖相地層,厚度大,傾角平緩,熱導率較低,為良好的保溫蓋層。
1964年以來,寧波盆地在地質(zhì)調(diào)查和勘察中,多次發(fā)現(xiàn)地熱異常。1980年7月21日至1981年2月8日,江北孔浦海洋漁業(yè)公司39號井出現(xiàn)七次陣發(fā)性熱水,前五次熱水溫度達56℃-65℃,后二次分別大于38℃和27℃。39號井陣發(fā)性熱水出現(xiàn)時期,井內(nèi)地下水水位、水量、水溫及水文地球化學均有明顯變化;而同期市地震臺站也多次監(jiān)測到震級較低的微震。因此,寧波盆地深層地熱地質(zhì)環(huán)境條件良好,通過勘探發(fā)現(xiàn)地熱的可能性較大。
目前,東錢湖、余姚、奉化、象山等地正在進行地熱勘查,有些項目已經(jīng)有所突破。
2、關于淺層地熱能開發(fā)利用潛力
寧波平原、大碶平原、姚慈平原第四紀地層廣泛分布,厚度50-120 m,巖性為沖海積、沖湖積、沖洪積的淤泥質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土、砂礫石等,孔隙度及含水率適中,地下水滲流速度中等,導熱系數(shù)平均值為1.52 w/mk,大地平均溫度在19-21℃左右,低溫梯度約為2℃/100 m,平原區(qū)淺層地熱能具有較好的地質(zhì)環(huán)境條件。同時,近幾年,我市一些單位在地源熱泵開發(fā)利用方面也進行了嘗試,積累了一定的淺層地熱能開發(fā)利用經(jīng)驗,為寧波市進一步開發(fā)利用淺層地熱能奠定了一定的基礎。
1、全面開展寧波地熱能資源調(diào)查評價和勘查工作
開展地熱資源勘查、摸清我市地熱資源家底是開發(fā)利用地熱資源的基礎,是加強地熱資源開發(fā)利用管理的首要任務,是當前地熱工作的重中之重、當務之急。
一是政府主導開展調(diào)查。地熱資源的調(diào)查勘查是風險高投入高收益大的工作。須由政府為主開展相關前期投入。 寧 波市國土資源局、水利局、發(fā)改委、財政局等有關部門要積極配合,加快推進地熱資源的勘查步伐,開展全市地熱資源勘查工作,盡早查清我市地熱資源家底,為我市地熱資源開發(fā)與保護打下堅實的基礎。以城市總體規(guī)劃為依據(jù),科學確定重點調(diào)查區(qū)和一般調(diào)查區(qū),廣泛收集以往水文地質(zhì)、工程地質(zhì)及地熱地質(zhì)工作成果開展工程現(xiàn)狀調(diào)查和鉆探、物化探、地溫測試、原位試驗、抽灌試驗等實物工作,進行不同利用方式的適宜性分區(qū),評價可開發(fā)利用的資源能力,分析預測開發(fā)利用對環(huán)境地質(zhì)的影響建立地熱資源開發(fā)利用數(shù)據(jù)庫。形成《寧波市地熱資源調(diào)查與評價》。同時,選擇區(qū)域位置比較好的范圍作為勘查“靶區(qū)”,查明地熱地質(zhì)條件,探求地熱資源儲量,提交《地熱資源儲量報告》,確定開發(fā)條件,為編制地熱資源開發(fā)規(guī)劃提供科學依據(jù)。
二是按照“公益先行、基金銜接、商業(yè)跟進、整裝勘查、快速突破”的思路加快地熱勘查開發(fā)。加大地方財政投入地熱資源勘查的力度,市級財政資金每年重點安排用于地熱資源調(diào)查評價和科技研究等,縣財政可以單獨出資從事地熱資源勘查或通過地熱資源勘查項目配套資金的辦法,加大投入力度。鼓勵、引導更多的民間資本投入地熱資源勘查開發(fā)領域。探索新型開發(fā)模式,依托我省我市現(xiàn)在國有地勘單位較多技術力量較雄厚等優(yōu)勢,與之開展合作,鼓勵其以知識、資本、技術和管理等要素獨資或參股進行地熱勘查開發(fā)風險投資,分享地熱勘查開發(fā)成果收益。通過實施地熱勘查項目,降低地熱資源開發(fā)的風險和成本,為相關產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供資源基礎。
2、搞好地熱資源開發(fā)規(guī)劃編制及實施工作
在地熱資源調(diào)查評價和勘查工作的基礎上,開展地熱資源開發(fā)可行性研究,結(jié)合城市建設和地熱開發(fā)需求,按照合理布局、限量開采、有效保護、持續(xù)發(fā)展、優(yōu)化資源配置的原則,科學、合理、有序地開發(fā)利用地熱資源,制定全市范圍內(nèi)地熱特別是淺層地熱能資源開發(fā)利用中長期發(fā)展規(guī)劃。要將地熱資源開發(fā)利用規(guī)劃作為我市的重要礦產(chǎn)資源進行專項規(guī)劃,提高規(guī)劃的科學性、前瞻性、系統(tǒng)性和可操作性。要確立地熱資源勘查開發(fā)利用規(guī)劃在地熱資源管理中的龍頭地位,完善礦業(yè)權審批規(guī)劃審查制度,健全和完善規(guī)劃實施的保障措施,確保地熱勘查、開發(fā)和利用符合規(guī)劃要求。加強地熱資源規(guī)劃與相關規(guī)劃的銜接。地熱資源勘查開發(fā)利用規(guī)劃要與土地利用規(guī)劃、城鄉(xiāng)規(guī)劃、旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃等其他規(guī)劃相互銜接,要結(jié)合我市地熱資源的賦存特點和開發(fā)利用現(xiàn)狀,合理分區(qū),科學布局,促進地熱資源開發(fā)利用與旅游、城市基礎設施建設、房地產(chǎn)開發(fā)、農(nóng)副業(yè)生產(chǎn)有機結(jié)合,推動相關產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。
3、試點先行,探索開展地熱開發(fā)示范基地和示范工程建設
在科學論證的基礎上,結(jié)合地熱資源條件,以“溫”定向,量“熱”開發(fā),建立地熱開發(fā)示范基地,積極引導和推進地熱能開發(fā)利用的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
一是探索建立溫泉利用示范工程。利用現(xiàn)有地熱資源,加大地熱資源綜合開發(fā)的探索。開展寧海南溪溫泉綜合開發(fā)利用與保護,最大限度地發(fā)揮其資源效益,提高開發(fā)利用水平,進一步將其打造為華東地區(qū)一流的集休閑、度假、療養(yǎng)為一體的旅游溫泉度假區(qū)。積極支持東錢湖、余姚等地正在開發(fā)的溫泉度假等項目,推動其早日成氣候,出形象。重視溫泉景區(qū)生態(tài)環(huán)境建設、溫泉文化建設和溫泉廢棄水的處理,防止對水體的污染。
二是探索建立淺層地熱資源開發(fā)利用示范工程。根據(jù)不同地質(zhì)條件,按地熱資源的特點,規(guī)劃建設宜居房產(chǎn)供熱區(qū)、溫泉保健療養(yǎng)與休閑度假區(qū)、地熱種植、養(yǎng)殖試驗區(qū)等開發(fā)示范基地。以中心城區(qū)為重點,結(jié)合杭州灣新區(qū)、東部新城、東錢湖旅游度假區(qū)等重點開發(fā)區(qū)域,開展不同類型、不同利用方式和規(guī)模的典型項目建設示范工程。選擇水文地質(zhì)條件較好、地下水資源豐富的區(qū)域,布局建設水源熱泵系統(tǒng)示范工程。選擇中心城區(qū)有一定規(guī)模的公建項目,建設地埋管地源熱泵系統(tǒng)示范工程。選擇以地熱能為主導的公建項目,建設多能源聯(lián)合利用系統(tǒng)示范工程。
依托這些基地和示范工程,帶動全市地熱資源的開發(fā)利用。逐步形成以城區(qū)為中心,向周邊輻射的地熱資源開發(fā)利用格局。
地熱資源是一種潔凈的礦產(chǎn)資源,適宜大力開發(fā),但地熱開采又是一個復雜的擾動地質(zhì)環(huán)境的過程,開發(fā)不當,會產(chǎn)生一系列問題,因此,必須針對地熱資源和淺層地熱能開發(fā)的各個環(huán)節(jié)建立嚴格的監(jiān)管制度。
一是明確管理職責。各有關部門要在市政府的領導下,各負其責,密切協(xié)作,相互配合,做好工作。發(fā)改部門要研究制定地熱資源開發(fā)利用規(guī)劃。財政部門要做好資金的籌措和投入。國土資源主管部門要充分發(fā)揮職能作用,做好地熱資源勘查規(guī)劃、開發(fā)利用和管理的具體工作,在條件具備的情況下,研究起草地熱資源管理辦法,推動出臺相應的政府規(guī)章。旅游部門要研究制定溫泉旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃。建設部門要加大熱泵技術在建筑供熱領域的推廣應用。環(huán)保部門要加強地熱尾水排放的監(jiān)督管理,防止污染熱儲層和周邊生態(tài)環(huán)境。衛(wèi)生部門要加強對地熱水的相關理化指標的檢查,確保用水質(zhì)量。同時嚴厲打擊非法勘查、濫采亂抽等浪費和破壞地熱資源的行為,將地熱資源勘查、開發(fā)利用和保護納入法制化軌道。
二是加強地熱探礦權、采礦權管理和開采動態(tài)的監(jiān)督管理。勘查地熱資源必須按有關規(guī)定辦理勘查許可證,開采地熱資源必須按有關規(guī)定辦理采礦許可證。取得地熱探礦權和采礦權,應按規(guī)定繳納相應的出讓金、礦產(chǎn)資源補償費和使用費。加強地熱勘查施工全過程管理,保證施工安全和質(zhì)量。建立地熱開發(fā)自動化監(jiān)測控制系統(tǒng),對地熱井(泉)的開采動態(tài)(開采量、水位、水溫、水質(zhì))進行全面監(jiān)測,建立完整的動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)庫,為開發(fā)管理和建立采、灌均衡的地熱資源開發(fā)利用模式提供可靠依據(jù)。建立地熱水源地登記公示制度,保護消費者的知情權和健康權。
地熱資源勘查與開發(fā)利用中要引進新技術、新模式,拓寬地熱開發(fā)利用范圍和領域。
一是積極組織對地熱利用成功的省市進行考察調(diào)研,借鑒先進的勘查開發(fā)利用成功模式及先進經(jīng)驗。組織有關單位和企業(yè)積極開展對外交流,引進先進技術,借鑒先進的勘查開發(fā)利用成功模式及經(jīng)驗。
二是加強地熱資源應用技術的研究。根據(jù)地熱資源的勘查程度、類型和特點,開展熱泵技術、地板采暖、地熱制冷、回灌等應用技術研究;地熱水醫(yī)療、保健、養(yǎng)生效果研究;地熱種植、養(yǎng)殖實驗等方面的研究;選擇我市地熱增溫率較高的地區(qū),在專家的指導下開展干熱巖資源開發(fā)利用潛力研究。
三是充分發(fā)揮電視、報紙、網(wǎng)絡等新聞媒體的作用,搞好輿論宣傳。大力宣傳地熱資源開發(fā)利用的重大戰(zhàn)略意義,大力宣傳我市地熱資源開發(fā)利用的悠久歷史和資源豐富、分布廣泛、開發(fā)前景廣闊的優(yōu)勢,大力宣傳地熱資源開發(fā)利用的先進典型和經(jīng)驗,加強普及地熱資源及其開發(fā)利用的相關知識,營造提倡使用綠色能源的氛圍,使珍惜與保護資源成為社會自覺意識,積極為地熱資源勘查、開發(fā)利用營造寬松的環(huán)境。