徐燕
摘 要:文章首先分析了中國地熱資源的特征及分布,然后分析了國內(nèi)地熱資源開發(fā)利用應該遵守的原則,最后對于當前較新的地熱能在供暖之中的技術發(fā)展做出了簡要的探討。
關鍵詞:地熱能;區(qū)域;供暖
一、中國地熱資源特征及分布
地熱資源是指能夠被經(jīng)濟利用的地球內(nèi)部的地熱能、地熱流體及其有用組分。地熱資源可以劃分為淺層地溫能、中深層地熱能和干熱巖三大類。中國地熱資源豐富、儲量巨大。據(jù)國土資源部2011年統(tǒng)計,我國淺層地溫能資源量相當于95億噸標準煤,現(xiàn)每年開發(fā)利用量相當于3.5億噸標準煤,實現(xiàn)減排5億噸CO2;中深層地熱資源量相當于8530億噸標準煤,現(xiàn)每年開發(fā)利用量相當于6.4億噸標準煤,實現(xiàn)減排13億噸CO2;干熱巖地熱能資源量相當于860萬億噸標準煤,現(xiàn)正處于研發(fā)階段。
(一)淺層地溫能
我國淺層地溫能開發(fā)利用適宜區(qū)為東北地區(qū)南部、華北地區(qū)、江淮流域、四川盆地?;谖覈刭|(zhì)、水文條件和地形地貌不同的地域特點,將我國城市淺層地溫能資源的應用環(huán)境劃分為4類:(1)濱海型城市,淺層地溫能開發(fā)利用應優(yōu)先考慮地埋管地源熱泵方式和地表水(江水、海水)地源熱泵方式。(2)平原型城市,沖積平原型城市的淺層地溫資源的開發(fā)利用一般可采取地下水或地埋管地源熱泵方式;沖積三角洲平原城市的淺層地溫資源開發(fā)利用一般側(cè)重于地埋管地源熱泵方式;山前平原城市的淺層地溫資源的開發(fā)利用原則上講應側(cè)重于地下水地源熱泵方式。(3)內(nèi)陸盆地型城市,以地下水地源熱泵方式和地埋管地源熱泵方式為主;(4)高原河谷型城市,在深切峽谷區(qū)可選擇地下水地源熱泵方式,山坡地區(qū)可選擇基巖地埋管地源熱泵方式。
(二)中深層地熱資源
1.高溫對流型地熱資源。高溫對流型地熱資源主要分布在滇藏及臺灣地區(qū)。滇藏地熱帶(或稱喜馬拉雅地熱帶)實際上是特提斯地熱帶的東延部分。在西藏南部總共有600多處高溫地熱顯示,大部分熱水屬Cl-—HCO3-—Na+型,并含有豐富的Li、Rb、Cs、B等元素,總礦化度介于1-3g/L之間;騰沖為現(xiàn)代火山區(qū),現(xiàn)已確認的熱水區(qū)有58處,其中“熱?!睙崽镒罹唛_發(fā)前景,熱儲溫度可達230-240°C,其熱源可能是一個正在冷卻的巖漿囊。滇藏地熱帶總發(fā)電潛力為5817.60MW,其中西藏占整個地熱帶的52%。
2.中低溫對流型地熱資源。中低溫對流型地熱資源主要分布在我國東南沿海地區(qū),包括廣東、福建、海南、廣西以及江西、湖南和浙江。這類地熱資源在正?;蚵晕⑵叩牡責岜尘跋?,大氣降水經(jīng)斷層破碎帶或裂隙發(fā)育帶滲入地下,并從圍巖中吸取熱量成為溫度不等的地下熱水。此類熱水資源在我國東部沿海地區(qū)大多蘊藏于中生代花崗巖和火山巖分布區(qū),屬裂隙型儲層,水質(zhì)良好,礦化度一般小于1g/L。
3.中低溫傳導型地熱資源。這類資源主要埋藏在大、中型盆地之中,資源潛力巨大,如華北盆地、松遼盆地、四川盆地、鄂爾多斯盆地、渭河盆地、蘇北盆地等。
二、國內(nèi)地熱資源開發(fā)利用應該遵守的原則
地熱能作為我國的重要資源,合理開發(fā)利用的確會對改善各省市的投資環(huán)境、招商引資、發(fā)展旅游、房地產(chǎn)開發(fā)、醫(yī)療保健等產(chǎn)業(yè)有著非常重要的意義。但我們也要清醒地認識到,地熱資源是有限的資源,其補給的過程是相當緩慢的。要實現(xiàn)該資源的可持續(xù)開發(fā),應在擴大開發(fā)規(guī)模的同時,首先要重視資源的保護。否則地熱田由于過量開采而導致水位持續(xù)下降,資源枯竭,嚴重影響地熱田的壽命。因此,開發(fā)與保護工作應做到以下幾點:
第一,結(jié)合當?shù)貙嵡?,進一步研究、調(diào)整有效保護和合理開發(fā)地熱資源的相關政策,以便很好地實現(xiàn)地熱資源可持續(xù)利用,高度重視資源保護。
第二,加強與相關部門的協(xié)調(diào),盡快淘汰在地熱開發(fā)中存在的只采不灌、尾水排放溫度高、資源利用嚴重浪費,嚴格實行保護性限量開采,積極推進地熱回灌及節(jié)能、節(jié)約地熱水的管理,降低地熱資源量的實際消耗,建立統(tǒng)一的地熱開采動態(tài)監(jiān)測。
三、當前國內(nèi)低熱資源開發(fā)的主要技術
(一)地熱鉆井成井工藝技術
針對不同深度、地層和巖性特點,中國基本形成了適合不同熱儲類型的井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計、低密度流體鉆井、熱儲層物化特性錄井及有效儲層評價等中低溫地熱井鉆井成井工藝技術。在中低溫地熱井成井技術方面,已經(jīng)根據(jù)砂巖孔隙型和基巖裂縫型等不同儲層性質(zhì)形成了適合高效開發(fā)的多種井身結(jié)構(gòu),并鉆成了目前國內(nèi)最深的地熱井(咸陽人民銀行井,井深4250m),井口出水達到126°C。
(二)地熱水保溫及換熱技術
開展了雙層保溫管、雙層隔熱套管、泡沫水泥漿和高分子防腐保溫涂層等技術研究,保溫管導熱系數(shù)小于0.05W/(m·°C)。掌握了地熱水輸送過程中的保溫技術,降低輸送中熱損耗;針對不同地區(qū)地熱水水質(zhì),采用了不同的換熱器設計及材質(zhì)選擇,有效提高換熱效率。目前已經(jīng)在咸陽、雄縣地區(qū)多個地熱站應用這些先進技術。
(三)地熱利用的防腐防垢技術
國內(nèi)在解決水系統(tǒng)設備腐蝕和結(jié)垢技術方面開展了大量工作,初步開展了地熱開發(fā)工藝流程中的熱泵防腐、防垢技術研究,針對高含CO2、H2S等酸性氣體的污水處理有成熟的技術方案。形成了系列技術,取得了很好的應用效果。
參考文獻
[1] 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(01):312-321.