我國地熱資源開發利用現狀及對策與建議

關 鋅

(中國地質大學(武漢)，湖北 武漢 430074)

由于人類活動的影響，全球大氣二氧化碳、甲烷和氧化亞氮等溫室氣體濃度顯著增加，氣候變化引起了氣溫增高、海平面上升、極端天氣與氣候時間頻發等問題，對自然生態系統和人類生存環境產生了嚴重的影響。氣候變化問題引起了全世界的廣泛關注，成為當今人類社會亟待解決的重大問題。為了免受氣候變暖的威脅，我國于2002年8月核準了旨在限制溫室氣體排放量以抑制全球變暖的《京都議定書》。擴大能源來源、改變嚴重依賴煤炭和石油的能源結構是減少溫室氣體排放量、解決全球氣候變化問題的途徑。2009年在哥本哈根召開的世界氣候大會也把減排作為一項重要議題。

作為新型能源之一的地熱資源，開發利用過程具有低成本、可持續利用和環保等其他能源不可比擬的獨特優點。地熱資源的開發利用，對于改善能源結構，解決日趨嚴重的全球環境問題具有重要的意義。

1 我國地熱資源分布規律及特征

我國地熱資源分布具有明顯的規律性和地帶性。地熱資源主要分布于我國的東部地區、東南沿海、臺灣、環鄂爾多斯斷陷盆地、藏南、川西和滇西等地區，目前已勘探的地熱田有103處，可采地熱資源量(B+D級)為33283.473×104m3/a，初步評價的熱田214個，D+C級熱水可采資源量約5×108m3/a。

大地熱流值的分布具有明顯的規律性。西南地區沿雅魯藏布江縫合帶，熱流值較高(91～364MW/m2)，向北隨構造階梯下降，到準噶爾盆地只有33～44MW/m2。東部臺灣板塊地緣帶，熱流值較高，為80～120MW/m2，越過臺灣海峽到東南沿海燕山期造山帶，降為60～100MW/m2，到江漢盆地熱流值只有57～69MW/m2。

沉積盆地傳導型地熱資源主要分布于我國的東部地區、瓊雷盆地、松遼盆地和環鄂爾多斯斷陷盆地等地區，均為中低溫地熱資源。隆起山地對流型地熱資源主要分布于我國的東南沿海、臺灣、藏南、川西、滇西和膠遼半島等地區，其中，高溫地熱資源主要分布于我國的藏南、滇西、川西和臺灣地區，其余地區主要分布著中低溫地熱資源。

2 我國地熱資源開發利用現狀

據統計，到2005年,我國直接利用地熱資源的熱能為12604.6GWh，設備容量3687MWt,分別居世界第一和第三位。同時，我國地熱開采利用量以每年10%的速度增長。

目前，我國地熱資源主要應用于以下方面：

2.1 地熱發電

我國擁有150℃以上高溫水熱系統的溫泉區近百處，主要集中分布于藏滇地熱帶和臺灣地熱帶。20世紀70年代我國建設了多處中低溫地熱發電站(表1)。并開始利用高溫地熱資源發電，先后在西藏羊八井、朗久建工業性地熱發電站。

表1 我國地熱電站裝機容量一覽表

2.2 中低溫地熱直接利用

我國中低溫地熱直接利用主要在地熱供暖、醫療保健、洗浴和旅游度假、養殖、農業溫室種植和灌溉、工業生產、礦泉水生產等方面。并逐步開發了地熱資源梯級利用技術、地下含水層儲能技術等。目前，在全國地熱水利用方式中，供熱采暖占18.0%，醫療洗浴與娛樂健身占65.2%，種植與養殖占9.1%；其他占7.7%。

(1)地熱供暖。集中在北方的北京、天津、西安、鄭州、鞍山等大、中城市以及黑龍江大慶、河北霸州、固安、牛駝鎮等油區城鎮，開發利用60～100℃的中低溫地熱水、熱尾水和淺層地熱能。北方利用地熱采暖，已取得良好效果。地熱供暖見表2。

表2 地熱供暖情況表

(2)醫療保健。地熱流體中具有較高的溫度、含有特殊的化學成分與氣體成分、少量生物活性離子及放射性物質等，對人體各系統器官功能調節具有明顯的醫療和保健作用。據統計，用于醫療保健的地熱田在全國已有126處，遍及全國20多個省(區、市)。

(3)洗浴和旅游度假。利用地熱水進行洗浴，幾乎遍及全國各省(區、市)。全國開發地熱水用于洗浴的水量估計每年約1.38億m3，利用地熱能716.45MWt，即每年相當于節約或減少了77.1萬t標準煤用量，為4億人次提供了地熱水洗浴。

我國藏南、滇西、川西及臺灣一些高溫溫泉和沸泉區，不僅擁有高能位地熱資源，同時還擁有絢麗多彩的地熱景觀。如：云南省騰沖是保存完好的火山溫泉區，擁有火山、地熱景觀及珍貴的醫療礦泉水價值；臺灣省的大屯火山溫泉區也是溫泉療養和旅游觀光勝地。

(4)養殖。北京、天津、福建、廣東等地起步較早，現已遍及20多個省(區、市)的47個地熱田，建有養殖場約300處，魚池面積約445萬m2。此外，還有地熱孵化禽類、地熱烘干蔬菜、地熱水加溫沼氣池與牲畜洗浴池等，也取得良好效果。

(5)農業溫室種植和灌溉。利用地熱資源非常適合生物的反季節、異地養殖與種植。利用地熱能可以為溫室供暖，地熱水中的礦物質還可以為生物提供所需的養分。據統計，全國現共有地熱溫室和大棚133萬m2。我國溫室種植開采利用地熱資源折合標準煤21.5萬t/a,占地熱資源年開采總量的3.4%。

(6)工業生產。目前主要用于紡織印染、洗滌、制革、造紙與木材、糧食烘干等，部分地熱水還可提取工業原料，如騰沖熱海硫磺塘采用淘洗法取磺，洱源縣九臺溫泉區挖取芒硝和自然硫。華北油田利用封存的油井深部奧陶系進行地熱水伴熱輸油，完全替代了鍋爐熱水伴熱輸油，取得了明顯的經濟、社會效益。

世界上有72個國家已開展地熱直接利用，2005年世界地熱大會的統計資料，地熱直接利用的年利用熱能為76000GWh，其中的52%是常規地熱和地源熱泵的供暖利用，48%是洗浴、游泳、醫療、種植、養殖等利用。我國常規地熱資源每年直接利用的能量一直位居世界第一，2007年的統計是11426GWh(如加上地源熱泵利用總計為16187GWh)。

3 地熱資源開發中存在的問題

3.1 全國地熱資源勘查評價程度低

國家對地熱資源勘查投入嚴重不足，全國大部分地區尚未開展地熱資源勘查，特別是我國西部地區的中低溫地熱資源，基本未開展正規的地熱勘探。有的地區雖進行過勘查，但限于當時的技術和經濟水平，不適應開發利用的需要。經過資源儲量管理部門審批可作為進一步勘查或開發利用規劃的地熱田103處，約占已發現地熱田的1/3。勘查評價滯后于開發利用，基礎地熱地質勘查工作薄弱，后備資源不足。影響地熱資源勘查開發規劃的制定和地熱產業發展。對于服務于各級政府地熱資源規劃的評價、論證和區域性地熱田資源勘查評價等基礎性、區域性、全國性勘查工作滯后，政府管理部門不可能做到科學管理。

3.2 高溫地熱發電近20年來發展緩慢，沒有新增裝機容量

近20年來，我國關停了六個中低溫中間介質法試驗地熱電站，高溫地熱發電也僅限于西藏羊八井。雖然曾經對西藏若干個具有巨大開采潛力的高溫地熱田進行了勘查，但是由于很多顯示問題尚待解決，截至目前仍然沒有投入開發。這與世界水平比較，我國已經遠遠落后于起步較晚的菲律賓、印尼等國家。

3.3 干熱巖資源開發及相關技術在我國尚屬空白

干熱巖資源豐富，開采潛力巨大，美國、日本等國家曾進行了大量的勘查、試驗和研究工作，有的試驗點已經具備商業開發價值，積累了豐富的經驗。我國急需積極進行干熱巖勘查與開發的試驗研究為科學規劃與指導我國地熱資源發電提供基礎資料。

3.4 淺層地熱資源評價等技術滯后

可利用的淺層地熱能資源在我國廣泛分布。淺層地熱能資源的科學利用為建立節約型社會、節能減排和發展循環經濟提供了有效的途徑。近10年來，在政府支持和倡導下，我國一些大城市陸續開展淺層地熱能資源的開發利用，相關技術發展速度較快。但在利用淺層地熱能的地源熱泵工程中也出現了一些問題，如熱泵工程或地下換熱系統不能正常運轉、效率降低等。對淺層地熱資源的開發利用缺乏統一的管理，信息化程度較低。

3.5 地熱資源開發利用水平低，資源浪費現象嚴重

地熱資源開發利用規模化、產業化水平不高。相當一部分天然溫泉水沒有充分利用，井采地熱水回收率低，利用方式單一，棄水量大、溫度高。在一些采取直供、直排供暖方式的單位，其熱能利用率僅為20%～30%，嚴重浪費了地熱資源。

3.6 缺乏科學的監測與管理，造成資源嚴重破壞

一些地區地熱井過于集中，過量開采現象嚴重，只采不補，造成地熱水位持續下降，嚴重影響地熱資源的可持續利用。如開采館陶組熱儲層熱水在目前開采量350萬～450萬m3/a時,引起的地面沉降量約5～6 mm /a。

4 對策與建議

(1)加強地熱資源勘查，掌握全國范圍內地熱資源分布及開發利用現狀，為各級政府進行地熱資源評價、論證和區域性地熱田勘查評價提供基礎性數據，為地熱資源勘查開發規劃的制定和地熱產業發展提供科學依據。

(2)建立全國性的地熱資源信息數據庫與管理系統，為科學規劃與指導我國地熱資源勘查開發有序發展提供技術資料。

(3)加強地熱資源相關技術的科學研究，支持地熱資源開發利用關鍵技術的攻關，完善地熱資源開發利用技術方法，使地熱資源能更好的應用于社會生活的各個方面。

(4)嚴格執行淺層地熱能勘查評價的相關規范，統一開展勘查評價工作。建立必要的市場準入制度，維持淺層地熱資源開發利用的可持續性，減少開發風險，取得淺層地熱能開發利用最大的社會經濟效益和環境效益，并保證資源的可持續利用。

(5)加強對地熱資源開發利用的統一管理，對地熱資源開發利用制定必要的規程規范，逐步形成地熱資源開發利用的規模化、產業化。開展相關技術應用及節能環保的教育培訓，提高工作人員的資源保護意識，從而不斷提高地熱資源利用率。

(6)對地熱資源開發利用的相關管理部門明確監管責任，避免行政部門職能交叉。對工程實施單位建立資質管理制度，加強監管力度。同時對相關技術人員進行培訓，保證技術人員的技術水平與工作質量。

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