朱傳慶，邱楠生，常 健，饒 松

1.中國石油大學（北京）地球科學學院，北京 102249；2.長江大學 地球科學學院，湖北 荊州 434023

教育管理

我國地熱資源產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及地熱學教育發(fā)展前景

朱傳慶1，邱楠生1，常 健1，饒 松2

1.中國石油大學（北京）地球科學學院，北京 102249；2.長江大學 地球科學學院，湖北 荊州 434023

地熱能是極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?，其勘探開發(fā)得到了當今社會的日益重視。基于對我國地熱資源勘探開發(fā)和地熱學研究歷史和現(xiàn)狀的分析，總結(jié)了地熱資源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景，提出了地熱學學科建設的思路。高校加強與地熱勘探開發(fā)單位通過合作科研項目，培養(yǎng)地熱領域的研究生，在地質(zhì)勘察類專業(yè)學生中適當加強地熱學教育，是為地熱產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)一線技術人員的可行途徑。

地熱資源；地熱學教育；綠色能源；地熱地質(zhì)學

geothermal resource; geothermal education; green energy; geothermic geology

相比石油、煤炭等高排放的不可再生能源，地熱既屬于清潔能源，又屬于可再生能源。地熱能有其自身不可替代的基礎優(yōu)勢，如：核能雖然屬于清潔能源，但消耗鈾燃料，不是可再生能源，投資較高且存在安全風險；可再生能源是最理想的能源，可以不受能源短缺的影響，但受自然條件的影響，如水力、風力、太陽能資源等受氣候條件和季節(jié)影響較大。相比來說，地熱則是一種穩(wěn)定系數(shù)較高的可再生清潔能源，在資源短缺和節(jié)能減排的國際環(huán)境下，地熱能開始顯示出強大的生命活力。目前，我國尚沒有成熟的地熱學人才教育和培養(yǎng)系統(tǒng)，高校中也較少設置與地熱學相關的專業(yè)和課程。在地熱資源研究的熱潮以及地熱能產(chǎn)業(yè)良好發(fā)展的時代背景下，能源類高校有必要對地熱學教育提高重視，加強地熱地質(zhì)專業(yè)化人才培養(yǎng)。

一、地熱學研究及地熱資源勘探開發(fā)歷史

19世紀50年代末李四光在原地質(zhì)部地質(zhì)力學研究所組建了我國第一個地熱研究組，在北京房山花崗巖體上打了第一口500m深的地熱探測鉆孔。此后，特別是改革開放以來，中國有重點地開展了多次地熱資源勘探開發(fā)和相關的科學研究工作。陸續(xù)在20多個省區(qū)開展了地熱資源普查和考察，并對滇藏高溫地熱帶、東南沿海地熱帶、華北盆地等中低溫地熱資源重點進行了分析研究，先后完成了全國溫泉資源分布圖、大地熱流圖、地溫梯度圖等全國性的一系列地熱資源基礎性圖件，建立了中國第一個示范性的地熱數(shù)據(jù)庫。

20世紀公開出版的比較有代表性的地熱學研究成果有：陳墨香，《華北地熱》[1]；黃尚瑤，《中國溫泉資源—1∶600萬中國溫泉分布圖》[2]及說明書；汪集旸等，《中低溫對流型地熱系統(tǒng)》[3]；陳墨香和汪集旸，《中國地熱資源：形成特點和潛力評估》[4]；廖志杰和趙平，《滇藏地熱帶—地熱資源和典型地熱系統(tǒng)》[5]。這些工作主要為地熱領域的科研工作者對我國地熱資源的基本條件、分布特征及成因機理等方面的研究，為我國的地熱資源勘探開發(fā)起到了指導作用。

油田地熱的研究方也受到了關注，20世紀80年代末至90年代初，汪集旸、汪輯安等在華北油田、遼河油田開展的地溫場、巖石圈熱結(jié)構(gòu)以及部分地熱資源方面的研究是該領域較早的研究工作。此后，石油系統(tǒng)開展了一些系統(tǒng)的地熱資源

調(diào)查，包括大港、冀東、華北油田以及四川、大慶等地區(qū)，做了詳細的地熱資源評價?；谥袊吞烊粴饪偣?995～1997年對華北油田礦區(qū)所在的京津冀地區(qū)的地熱資源全面調(diào)查，閻敦實和于英太主編了《京津冀油區(qū)地熱資源評價與利用》[6]，此項工作是我國石油公司首次全面系統(tǒng)地對油區(qū)地熱資源進行的調(diào)查和研究工作，反應了石油公司對地熱資源的關注。

直至21世紀初，能源短缺和減少碳排放是國際社會面臨的重大問題，可再生能源得到石油系統(tǒng)的關注。2003年，中石油組織進行了可再生能源方面的研究，從風能、太陽能、氫能、生物燃料等幾種類型的可再生能源中，選了4個可再生能源：風能、太陽能、地熱、生物質(zhì)能。同時，遼河、華北等油田又開展了一些地熱資源調(diào)查方面的工作。2005年2月28日舉行的第十屆全國人民代表大會常務委員會第十四次會議上，審議通過了《中華人民共和國可再生能源法》，該法明確指出，地熱能屬于可再生能源家族中重要成員之一。此后，地熱能源的勘探開發(fā)進入了一個相對快速的發(fā)展時期，并出版了一些地熱學方面的基礎性、系統(tǒng)性專著，如邱楠生等，《沉積盆地熱體制研究的理論及應用》[7]；朱家玲等，《地熱能開發(fā)與應用技術》[8]；徐世光和郭遠生，《地熱學基礎》[9]；汪集旸等，《地熱學及其應用》[10]。

地熱利用方面，主要為淺層地熱（0～3km）的直接應用。間接利用，即地熱發(fā)電方面，我國雖起步較早，卻發(fā)展緩慢，至21世紀初，實際運行的地熱發(fā)電廠只有西藏羊八井、那曲、朗久，廣東豐順，湖南灰湯五座，實際生產(chǎn)電力的裝機容量僅為28.78MW。

二、地熱學研究和地熱資源產(chǎn)業(yè)前景

地熱能分為淺熱、水熱和干熱三種類型，其利用方式分直接利用和地熱發(fā)電兩個方面[11]。我國淺層地熱能直接利用量居世界第一位；地熱發(fā)電方面，雖然在羊八井等地區(qū)地熱發(fā)電一直持續(xù)，但全國地熱發(fā)電規(guī)模較小；增強型地熱系統(tǒng)的研究還處于起步階段?？傮w來看，我國地熱資源勘探開發(fā)和科學研究的發(fā)展體現(xiàn)出以下幾個特點。

1.國家層面開始關注，政策、法規(guī)相繼出臺

目前國家層面的法規(guī)有2005年審議通過，2009年進行了修訂的《國家可再生能源法》、國家發(fā)改委2005年頒布的《可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導目錄》等，此外， 針對當前備受關注的新能源產(chǎn)業(yè)過剩問題，國家發(fā)改委受國務院委托，正在編制《可再生能源發(fā)展指導意見》，出臺后將成為指導、規(guī)范可再生能源發(fā)展的另一份綱領性文件。國土資源和國家標準化委員會于2010年制定，2011年正式頒布了《地熱資源地質(zhì)勘查規(guī)范》(GB/T 11615-2010)，取代了之前的標準(GB/T 11615-1989)。這一系列政策法規(guī)和行業(yè)標準的集中出臺，反映了國家層面對地熱資源的關注。地熱資源開發(fā)引起了國家領導的直接關注。2012年4月份，溫家寶與傅成玉訪問冰島，協(xié)議成立了專業(yè)的地熱資源勘探開發(fā)公司。2013年4月，李克強總理關注下，國家開發(fā)銀行與冰島奧卡公司簽署了地熱開發(fā)協(xié)議。2015年4月，國家能源局頒發(fā)了《關于進一步做好可再生能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃編制工作的指導意見》，明確提出要加快包括地熱能在內(nèi)的可再生能源的技術裝備和產(chǎn)業(yè)體系建設。

2.地熱勘探開發(fā)和研究機構(gòu)發(fā)展迅速，地熱產(chǎn)業(yè)如火如荼

國家層面的關注引起了相關政府機構(gòu)和國有能源企業(yè)的重視，近幾年，相繼成立了許多高層次的地熱資源勘探開發(fā)和研究機構(gòu)。其中，較高層次的單位有國家地熱中心(掛靠中國石化新星石油公司)、中國地質(zhì)調(diào)查局地熱資源調(diào)查研究中心等；主要的勘探生產(chǎn)單位有中國地質(zhì)調(diào)查局水文地調(diào)中心、中國地質(zhì)科學院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所、天津地熱勘查院等；高校和科研機構(gòu)中，如中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所地熱研究中心、天津大學地熱研究中心、西安交通大學人居環(huán)境與工程建筑學院地熱實驗室、中國石油大學(華東)地熱與可再生能源研究中心等；一些省市級的地調(diào)、勘察單位也陸續(xù)成立了地熱資源調(diào)查機構(gòu)。三大石油公司中，中海油成立了專業(yè)化的新能源公司，在渤海地區(qū)進行地熱資源勘探開發(fā)；中石油的大慶、華北等油田都有相應的地熱機構(gòu)，其下屬的石油勘探開發(fā)研究院，設有非常規(guī)能源研究室，其中有專門的地熱研究人員；中石化是目前地熱資源勘探開發(fā)規(guī)模最大、科學研究較為深入的國有能源公司。在國家政策帶動和相關單位的促進下，地熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛。國家機構(gòu)進行了系統(tǒng)全面的地熱資源調(diào)查和研究，中國地質(zhì)調(diào)查局、中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所等發(fā)布了全國地熱資源潛力評估報告[12-13]，對我國地熱資源的潛力進行了評估。目前，全國性的地熱資源調(diào)查工作仍在多個層面進行，中石化、中石油的地熱勘探開發(fā)工作取得了重要進展，如在河北

省，中石化地熱井140口，供熱站76座成功打造了“雄縣模式”；中石油參與建設的肯尼亞地熱發(fā)電項目也取得了良好的效果。

3.基礎科研啟動，高級別研究課題不斷出現(xiàn)

2010年以來，與地熱資源勘探開發(fā)利用的國家級研究課題集中相繼立項。比較有代表性的，有“863”課題兩項：一是“干熱巖熱能開發(fā)與綜合利用關鍵技術研究”，承擔單位為吉林大學、中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所、清華大學、天津大學等，以我國干熱巖資源開發(fā)利用為研究對象，對提升我國干熱巖的開發(fā)利用技術水平具有重要意義；二是“中低溫地熱發(fā)電關鍵技術研究與示范”，承擔單位為天津大學、江西華電、中科院廣州能源所等，該課題旨在在進一步科學評估我國中低溫地熱發(fā)電潛力的基礎上，整合全國的科技優(yōu)勢資源，組成產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，圍繞地熱能開發(fā)利用的關鍵技術和共性技術展開聯(lián)合攻關，并建立若干示范工程進行各類地熱利用新技術的集中示范應用，為未來地熱能的低成本規(guī)?；玫於ɑA。此外，與地熱有關但并不以地熱資源為研究對象的“863”課題還有“深部煤巖體溫度場特征及熱害防治對策”等。2013年3月，中國工程院的咨詢研究項目“我國地熱資源開發(fā)利用戰(zhàn)略研究”啟動。在國家十三五規(guī)劃對新能源的重視之下，預計有關地熱的開發(fā)研究將不斷推進和深化。

4.地熱資源系統(tǒng)性、深層次綜合利用，由粗放到精細

與溫泉洗浴、農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖等直接利用相比，地熱發(fā)電和中高溫的地熱開采，需要更精細的技術要求。比如目前西藏地區(qū)地熱發(fā)電就面臨較多的技術難題，一是地熱資源勘探方面，需要有科學的選區(qū)，一旦打空，各種損失慘重，一般企業(yè)承受不了；二是地下地質(zhì)條件復雜，回灌困難，特別是裂縫性地熱田回灌尤為困難，需要更多的科研和技術支持?；诖?，2012年6月，中國石化依托新星石油公司成立了國家地熱中心，其職能為負責地熱資源勘探開發(fā)的規(guī)劃、監(jiān)測、指導，并承擔部分人才培養(yǎng)職能。目前，該中心初步建立起了相對系統(tǒng)的科技支撐體系，發(fā)展完善了包括資源調(diào)查及評價、鉆井工藝、尾水回灌、換熱技術、有效組分利用、地熱發(fā)電等在內(nèi)的地熱資源勘探開發(fā)的系列技術體系，標志著我國地熱資源的利用向系統(tǒng)性和深層次的綜合利用發(fā)展。

三、地熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的問題與地熱學學科建設

1.地熱資源產(chǎn)業(yè)面臨的問題

目前，我國地熱資源產(chǎn)業(yè)面臨地熱利用技術發(fā)展滯后且人力資源匱乏、基層研究力量較薄弱的現(xiàn)實問題。近20年來地熱發(fā)電停滯不前，以致地熱發(fā)電技術遠遠落后于世界先進國家。地熱直接利用雖然發(fā)展較好，但也存在資源利用效率較低的問題，沒有形成資源梯級開發(fā)綜合利用的最佳模式。地熱成井工藝、回灌技術以及結(jié)垢和腐蝕等技術問題較難處理，研發(fā)工作沒有跟上。雖然國內(nèi)重要的地熱研究機構(gòu)在地熱學研究方面具有較高的水平，但基層勘探開發(fā)隊伍中，專業(yè)技術人員較為缺乏。20 世紀70～90 年代，中國呈現(xiàn)地熱能開發(fā)利用熱潮，培養(yǎng)了一大批技術人才，但近20年來人力資源匱乏，高校中已經(jīng)沒有了地熱學相關專業(yè)。目前地熱資源勘探開發(fā)方面的技術人員主要為水文地質(zhì)、工程地質(zhì)等專業(yè)人員，對地熱學理論知識地熱資源勘探開發(fā)技術掌握不夠系統(tǒng)。

2.地熱學學科建設

國內(nèi)的地熱科技工作者曾提出了地熱產(chǎn)業(yè)長遠發(fā)展必須首先解決的兩個問題，其一，加強技術研發(fā)，實施技術示范工程；其二，重點扶持優(yōu)秀地熱能研發(fā)團隊，提高自主創(chuàng)新能力。而實現(xiàn)這兩點的直接途徑，就是加強對地熱學專業(yè)技術人員的培養(yǎng)。

現(xiàn)代地熱能技術與以往相比，更加富于挑戰(zhàn)性，涉及多個學科與專業(yè)。從產(chǎn)業(yè)性質(zhì)來看，一個完整的“地熱專業(yè)”，專業(yè)鏈很長，除包括地熱地質(zhì)外，還應包括熱儲工程、熱能工程、環(huán)境工程、鉆井工程等。地球科學專業(yè)領域進行地熱學學科建設，可先從兩方面著手。一是加強與地熱勘探開發(fā)單位的合作，產(chǎn)學研結(jié)合，通過合作地熱科研項目，培養(yǎng)地熱領域的研究生；二是從開設地熱地質(zhì)課程開始，在地質(zhì)工程、勘查技術等專業(yè)的學生中，加強地熱地質(zhì)學的教育。長遠來看，可考慮結(jié)合石油工程、地球物理勘查等相關學科，設立地熱學專業(yè)，為地熱勘探開發(fā)培養(yǎng)一線人才，并注重專業(yè)建設的綜合設計[14]。

致謝：感謝中國石油勘探開發(fā)研究院閻家泓、王社教及國家地熱中心劉金俠等同志在筆者資料調(diào)研時給予的幫助和指導。

[1] 陳墨香. 華北地熱[M]. 北京: 科學出版社, 1988.

[2] 黃尚瑤. 中國溫泉資源—1:600萬中國溫泉分布圖. 北京 :中國地圖出版社, 1993.

[3] 汪集旸. 中低溫對流型地熱系統(tǒng)[M]. 北京: 科學出版社,1993.

[4] 陳墨香, 汪集旸. 中國地熱資源：形成特點和潛力評估 [M]. 北京: 科學出版社, 1994.

[5] 廖志杰, 趙平. 滇藏地熱帶—地熱資源和典型地熱系統(tǒng)[M]. 北京. 科學出版社, 1999.

[6] 閻敦實, 于英太. 京津冀油區(qū)地熱資源評價與利用[M]. 武漢: 中國地質(zhì)大學出版社, 2000.

[7] 邱楠生, 胡圣標, 何麗娟. 沉積盆地熱體制研究的理論與應用[M]. 北京: 石油工業(yè)出版社, 2004.

[8] 朱家玲. 地熱能開發(fā)與應用技術[M]. 北京: 化學工業(yè)出版社, 2006.

[9] 徐世光, 郭遠生. 地熱學基礎[M]. 北京: 科學出版社, 2009.

[10] 汪集旸. 地熱學及其應用[M]. 北京: 科學出版社, 2015.

[11] 龐忠和，胡圣標，汪集旸.中國地熱能發(fā)展路線圖[J]. 科技導報, 2012, 30(32): 18-24.

[12] 汪集旸, 胡圣標, 龐忠和, 等. 中國大陸干熱巖地熱資源潛力評估[J]. 科技導報, 2012, 30(32): 25-31.

[13] 藺文靜, 劉志明, 王婉麗, 等. 中國地熱資源及其潛力評估[J]. 中國地質(zhì), 2013, 40(1):312-321.

[14] 魏迎春, 曹代勇, 劉福勝. 礦業(yè)院校地質(zhì)工程專業(yè)綜合設計的探索與實踐[J]. 中國地質(zhì)教育, 2015, 24(3): 30-31.

G640

A

1006-9372（2016）03-0001-04

2016-03-10。

中國石油大學（北京）2015年度校級教學改革項目—國內(nèi)外高等院校《地熱學》相關課程開設情況調(diào)研。

朱傳慶，男，講師，主要從事普通地質(zhì)學、石油地質(zhì)學和地熱地質(zhì)學的教學與研究工作。

投稿網(wǎng)址： www.chinageoeducation.net.cn 聯(lián)系郵箱：bjb3162@cugb.edu.cn

朱傳慶，邱楠生，常健，等.我國地熱資源產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及地熱學教育發(fā)展前景[J].中國地質(zhì)教育，2016，25（3）：1-4.

Title: Current Situation of Geothermal Resource Industry and the Future Development of Geothermal Education

Author(s): ZHU Chuan-qing， QIU Nan-sheng， CHANG J ian， RAO Song