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地热能资源概述及开发利用方式

地热能资源储量大、分布广,具有清洁环保、用途广泛、稳定性好、可循环利用等特点,与太阳能、风能相比不受季节、气候、昼夜变化等外界因素干扰的优势,是我国开发新型基础能源的一种现实并具有竞争力的选择......

2016年,地热能开发首次被写入全国经济社会发展总规划。根据《中国“十三五”地热产业发展规划》征求意见稿,到2020年,我国地热供暖/制冷面积将累计达16亿平方米,加上发电、种植、养殖、洗浴等,共可替代标准煤7210万吨。

通过确定地热资源储量、分布、地下补偿情况的地热勘察,才能进行下一步的开发,地热资源规划是以地热勘察结果为依据的,只有进行合理规划,才能保证地热资源被稳定地开发,兼顾自然规律,保证开采量与地下补偿之间的平衡,避免过度开采造成的后期水热不继问题。

此外,地热规划不仅是开采规划,还包括利用规划,通过地热勘察得出的地热资源的温度、水量等情况,进行不同模式的综合利用和水热分配,在温度上,进行梯级利用,在地区上进行分区利用,对地热资源在规划下进行开采,充分利用地热资源。

地热能的利用根据温度不同可分为地热发电和直接利用两大类。高温地热资源主要用于发电;中温和低温地热资源则以直接利用为主;对于25℃以下的浅层地热能,可利用地源热泵进行供暖和制冷。而对于不同温度的地热流体可能利用的范围如下:

1、200~400℃直接发电及综合利用;
2、150~200℃双循环发电,制冷,工业干燥,工业热加工;
3、100~150℃双循环发电,供暖,制冷,工业干燥,脱水加工,回收盐类,罐头食品;
4、50~100℃供暖,温室,家庭用热水,工业干燥;
5、20~50℃沐浴,水产养殖,饲养牲畜,土壤加温,脱水加工。
现在许多国家为了提高地热利用率,而采用梯级开发和综合利用的办法,如热电联产联供,热电冷三联产,先供暖后养殖等。

地热能一般是在当地即采即用,长距离输送一般通过热能三种转换方式

我国地热资源直接利用总量多年来位居世界第一。2014年年底,我国地热直接利用发生了可喜的变化,地热供暖比例首次超过温泉洗浴,其中地源热泵为58%,地热供暖为19%,温泉洗浴为18%。我国地热开发的能源性、技术性更加突出。然而直到2015年年底,我国地热发电总装机容量仅为27.88兆瓦。

开发潜力较大的地热田一般出现在偏远的山区,它的可输送性比较低。输送高温热水的极限距离约100千米,天然蒸气的输送距离大约只有1千米,故一般是使地热能就地转变成电能。其次是直接向生产工艺流程供热,如蒸煮纸浆、蒸发海水制盐、海水淡化、各类原材料和产品烘干食品和食糖精制、石油精炼、生产重水、制冷和空调等。第三是向生活设施供热,如地热采暖以及地热温室栽培等。第四是农业用热,如土壤加温以及利用某些热水的肥效等。第五是提取某些地热流体或热卤水中的矿物原料。最后是医疗保健,这是人类最古老也是一直沿用到现在的医疗方法。地热浴对治疗风湿病和皮肤病有特效。

近年来,一些成功试点也体现出地热开发重要性。2009年,河北省政府与中石化集团在河北雄县启动的合作试点,为地热能集中利用提供了一种行之有效的模式。经过6年的建设,雄县利用地热供暖面积385万平方米,90%以上的供暖采用了地热能,建成全国首个“无烟城”。其中,“四个统一”发挥了至关重要的作用。该县由政府统一制定地热勘探、开发、运行维护、暖费贴费收取等方面的优惠政策;成立地热管理办公室,对地热能的综合利用进行统一管理;编制地热发展专项规划,纳入城市建设和经济发展总体规划之中;授予中国石化集团地热资源开发特许经营权,进行整体开发。

注重保护和高效利用

地热总量大,是不是意味着可以无节制地开采?目前,我国对地热资源的利用,主要是通过开采利用地热载体——地热水,但随着开采量的增大和开采时间的延续,热水的循环补给量小于开采量,热水位逐年下降的趋势日益显现,直接影响到地热资源的深度开发。地热回灌问题已引起了不少地区的重视,尤其是早期开发利用的盆地型热田地区,如北京、天津、华北等地,建立了“采灌结合、以灌定采、取热不取水”的雄县开发利用模式。

近年来,在关注安全开发的同时,地热资源的集约节约利用被放在了更加重要的位置。其中,地热资源梯级利用、现代高效农业、多能源集成等正不断拓展地热资源利用的外延,并取得了成效。

我国地热资源利用虽然占据世界首位,但在我国能源结构中不足0.5%,地热发电也仅占世界地热发电的0.35%。大力开发和有效利用地热资源已成为我国当前能源问题形势下一个新的命题。

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