國內外地熱能開發(fā)及利用現狀介紹

地熱資源是在當前技術經濟條件和地質條件下，能夠從地殼內科學、合理地開發(fā)出來的巖石熱能量、地熱流體熱能量及其伴生的有用組分。地熱資源既屬于礦產資源，也是可再生能源。目前可利用的地熱資源主要包括：天然出露的溫泉、通過熱泵技術開采利用的淺層地溫能、通過人工鉆井直接開采利用的地熱流體以及干熱巖體中的地熱資源。在各國積極應對氣候變化，努力減少溫室氣體排放的背景下，近年來，地熱能開發(fā)及利用取得較快發(fā)展，也越來越引起我國政府及企業(yè)的重視。

一、 地熱資源分布及利用

（一）地熱資源分布

地熱儲量十分巨大，理論上可供*使用上百億年。據估計，即便只計算地球表層10km厚這樣薄薄的一層，地熱儲量也有約1.45×1026J，相當于4.948×1015噸標準煤，是地球全部煤炭、石油、天然氣資源量的幾百倍。[1]世界上已知的地熱資源比較集中地分布在三個主要地帶：一是環(huán)太平洋沿岸的地熱帶；二是從大西洋中脊向東橫跨地中海、中東到我國滇、藏地熱帶；三是非洲大裂谷和紅海大裂谷的地熱帶。這些地帶都是地殼活動的異常區(qū)，多火山、地震，為高溫地熱資源比較集中的地區(qū)。[2]圖1所示為地熱資源集中分布帶：

圖1 地熱資源集中分布帶

來源：鹿清華, 張曉熙, 何祚云. 國內外地熱發(fā)展現狀及趨勢分析[J]. 石油石化節(jié)能與減

排

（二）地熱資源利用

地熱資源按賦存形式可分熱水型、地壓地熱能、干熱巖地熱能和巖漿熱能四種類型；根據地熱水的溫度，又可分為高溫型(>l50℃)、中溫型(90～150℃)和低溫型(<90℃)三大類。地熱能的開發(fā)利用可分為發(fā)電和非發(fā)電兩個方面，高溫地熱資源主要用于地熱發(fā)電，中、低溫地熱資源主要是直接利用，多用于采暖、干燥、工業(yè)、農林牧副漁業(yè)、醫(yī)療、旅游及人民的日常生活等方面。此外，對于25℃以下的淺層地溫，可利用地源熱泵進行供暖、制冷。

根據2010世界地熱大會的新數據，2010年，有24個國家開發(fā)了地熱發(fā)電項目，總裝機容量10715MWe，年發(fā)電利用總量為67246GWh，平均利用系數為0.72；有78個國家開展了地熱直接利用活動，總設備容量為50583MWt，年利用熱能121696GWh，平均利用系數0.27。

表1 地熱發(fā)電排名*的國家

表2 地熱直接利用排名*的國家

數據來源：國家可再生能源中心

近年來，地熱資源直接利用發(fā)展迅速，其中地源熱泵是增長快的利用方式，2010年世界地源熱泵的設備容量為35236MWt（兆瓦熱量），在五年間增長了2.29倍，平均年增長率為18.0%。世界地源熱泵的應用集中在北美、歐洲和中國。美國的絕大多數機組按制冷荷載的峰值設計,可以涵蓋全部供熱需求（除北部的州），其平均運行2000小時供暖，利用系數0.23。歐洲的絕大部分機組按供暖基礎荷載設計，并?？紤]用化石燃料補充峰值荷載，這樣的機組在北歐國家一年可運行6000小時，利用系數達0.68。從統(tǒng)計來看，冰島和土耳其地熱能的貢獻大，冰島89%的房屋供暖來自地熱能，土耳其地熱供暖達到全國供暖面積的30%。[3]

2013年3月5日-8日，世界銀行常務副行長英卓華在冰島地熱大會上號召世界各國的捐贈人、多邊銀行、政府及私營部門積極加入“地熱開發(fā)計劃GGDP”，期待可以在更好地管理并降低地熱勘探鉆井風險的同時，讓目前處于邊緣領域的地熱能源發(fā)展成為主流能源，實現為數百萬人供電的目標。GGDP的初步目標是籌集5億美元鼓勵發(fā)展中國家開發(fā)地熱能源。

二、 國內地熱能開發(fā)利用現狀

（一）中國地熱資源分布

我國地熱資源總量約占的7.9％，可采儲量相當于4626.5億t標準煤，是地熱資源相對豐富的國家。我國的高溫地熱資源主要分布在藏南、滇西、川西以及中國臺灣省。西藏高溫熱田主要集中在羊八井裂谷帶，其中藏南西部、東部及中部約有108個高溫熱田，構成中國高溫熱田富集的地帶；云南是全國發(fā)現溫泉多的省，高溫熱田主要分布在怒江以西的騰沖-瑞麗地區(qū)，約20處；川西分布著8個高溫地熱區(qū)，為藏滇高溫地熱帶的一部分。我國主要以中低溫地熱資源為主，中低溫地熱資源分布廣泛，幾乎遍布全國各地，主要分布于松遼平原、黃淮海平原、江漢平原、山東半島和東南沿海地區(qū)，其主要熱儲層為厚度數百米至數千米第三系砂巖、砂礫巖，溫度在40～80℃左右。從溫泉出露的情況來看，我國主要有四個水熱活動密集帶：藏南-川西-滇西水熱活動密集帶；中國臺灣水熱活動密集帶；東南沿海地區(qū)水熱活動密集帶；膠東、遼東半島

水熱活動密集帶。[4]

圖3 中國地熱資源分布概況

來源：胡圣標, 何麗娟, 汪集.中國大陸地區(qū)大地熱流數據匯編(第三版). 地球物理學報,

2009年至2011年，國土資源部在系統(tǒng)收集中國基礎地質、地熱地質、水文地質、城市地質、石油地質等已有資料的基礎上，對地熱資源潛力進行了重新評價。評價認為，中國淺層地溫能資源量相當于95億噸標準煤。每年淺層地溫能可利用資源量相當于3.5億噸標準煤。如全部有效開發(fā)利用則每年可節(jié)約標準煤2.5億噸，減少二氧化碳排放5億噸；全國沉積盆地地熱資源儲量折合標準煤8530億噸；每年可利用的常規(guī)地熱資源總量相當于6.4億噸標準煤，每年可減少CO2排放13億噸。中國大陸3000米至10000米深處干熱巖資源總計相當于860萬億噸標準煤，是中國目前年度能源消耗總量的26萬倍。我國現已查明287個地級以上城市淺層地溫能、12個主要沉積盆地地熱資源、2562處溫泉區(qū)隆起山地地熱資源。

（三）中國地熱能利用現狀

我國在兩千多年前就開始利用地熱資源，但真正意義上科學開發(fā)利用地熱資源是從上世紀70 年代開始。經過四十多年的發(fā)展，已經形成以供暖、洗浴等直接利用方式和發(fā)電為主的地熱資源開發(fā)利用格局。另外由于淺層地溫能幾乎不受資源限制并且技術日趨成熟，因此近幾年利用地源熱泵開發(fā)淺層地溫能進行供暖和制冷在我國各地區(qū)

在送入全流動力機前無需進行擴容和閃蒸等處理，能量的利用率有較大提高。該項目分兩期建設，一期裝機1兆瓦，于2009年8月投入運行，經一年多實際運行考驗，到2010年底已累計發(fā)電量達560千瓦時。項目二期裝機為1兆瓦，已于2010年5月開工。我國中低溫地熱資源豐富，如果螺桿膨脹動力機技術取得進一步成功，前景將非常廣闊。

2、中低溫地熱水直接利用

地熱直接利用是指不需進行熱、電能量轉換的地熱利用，即地熱非電利用。我國中低溫地熱直接利用主要在地熱供暖、醫(yī)療保健、洗浴和旅游度假、養(yǎng)殖、農業(yè)溫室種植和灌溉、工業(yè)生產、礦泉水生產等方面。并逐步開發(fā)了地熱資源梯級利用技術、地下含水層儲能技術等。隨著近年來地源熱泵的興起，地熱直接利用在地熱能開發(fā)利用中的比重大幅提高，已遠遠超過地熱發(fā)電。

根據上海證券報報道，截至2005年底，在全國地熱水利用方式中，供熱采暖占18.0%，醫(yī)療洗浴與休閑健身占65.2%，種植與養(yǎng)殖占9.1%，其他占7.7%。到2010年,我國地熱資源直接利用量達20932GWh，居世界*。淺層地溫能供暖（制冷）面積達到1.4億平方米，地熱直接供暖面積達到3500萬平方米，洗浴和種植使用地熱熱量約合50萬噸標準煤；各類地熱能總貢獻量合計500萬噸標準煤。[3]

地熱供暖

地熱供暖是將地下熱水經過一定的處理后送入換熱器，加熱供暖系統(tǒng)中水流，進而熱水通過暖氣片和地板對千家萬戶進行供暖。我國地熱供暖主要集中在北方的北京、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(zhèn)等油區(qū)城鎮(zhèn)，利用熱泵技術開發(fā)利用60-100℃的中低溫地熱水、熱尾水和淺層地熱能。北方地熱采暖，已取得良好的效果。

天津市淺層地熱能資源十分豐富，多數熱井可產出80~95℃的地熱水，高達103℃，深的地熱井為4000平方米。據國土資源報2011年報道，在天津有供暖小區(qū)140個，地熱供暖面積達到1200萬平方米，約占全市集中供暖總面積的10%，占全國地熱供暖總面積的50%，是我國利用地熱供暖規(guī)模大的城市。

另外，陜西省的咸陽市和西安市，山東省的德州、東營、濱州、聊城等市，北京市以及河北省、遼寧、黑龍江等省的一些城市，也都有地熱供暖利用。

醫(yī)療保健與溫泉洗浴

地熱水含有豐富的對人體健康有益的多種礦物質元素，具有較高的醫(yī)療保健價值，

在我國利用溫泉熱水進行醫(yī)療保健的歷史已經非常悠久。公元*年漢代張衡的《溫泉賦》中便記有“有疾癘兮，溫泉治焉”。我國在50年代已建成上百座溫泉療養(yǎng)院(所)，據不*統(tǒng)計，在2008年之前我國就已建溫泉地熱水療養(yǎng)院200余處，突出醫(yī)療利用的溫泉浴療有430處，而且每年都以10%的速度增長。除療養(yǎng)院外，在已經開發(fā)利用的地熱田中，全部或部分用于洗浴方面約占地熱田總數的60%以上。全國現有公共溫泉浴池和溫泉游泳池1600處。全國開發(fā)地熱水用于洗浴的水量估計每年約1.38億立方米，利用地熱能716.45MW，即每年相當于節(jié)約或減少了77.1萬t標準煤用量，為6.88億人次提供了地熱水洗浴。[6]

我國藏南、滇西、川西及中國臺灣一些高溫溫泉和沸泉區(qū),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(qū),擁有火山、地熱景觀及珍貴的醫(yī)療礦泉水價值；中國臺灣省的大屯火山溫泉區(qū)也是溫泉療養(yǎng)和旅游觀光勝地。

養(yǎng)殖

地熱養(yǎng)殖是指利用地熱水進行魚、蝦等名貴水產和動物的親本保種、苗種早繁越冬，延長生長期和冬季養(yǎng)殖。我國地熱養(yǎng)殖在北京、天津、福建、廣東等地起步較早，現已遍及20多個省(區(qū)、市)的47個地熱田，建有養(yǎng)殖場約300處，魚池面積約445萬平方米。全國水產養(yǎng)殖耗水量約占地熱水總用水量的5.7%左右。[7]主要養(yǎng)殖非洲羅非魚、鰻魚、甲魚、青蝦、牛蛙等，每年成年魚繁殖能力比在普通水域養(yǎng)殖的魚大100 多倍。大量的新鮮魚類等海內外，取得了顯著的經濟效益并提高了農民收入。如北京昌平小湯山地熱田，由縣畜牧水產局在該地建有兩處水產養(yǎng)殖場，年產魚20萬公斤，啟用8個地熱井，年耗水120萬立方米，畝平均年耗地熱水5800 立方米，產魚每公斤耗地熱水6.0立方米。估計全國用于水產養(yǎng)殖所消耗的地熱水約1 400萬立方米左右。

農業(yè)溫室種植和灌溉

利用地熱資源非常適合生物的反季節(jié)、異地養(yǎng)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(yǎng)分。用于農業(yè)的地熱水，主要為低礦化、低溫（40℃以下）地熱水，也有將高溫地熱水通過梯級利用后剩余的低溫。在我國北方，地熱主要用于種植較的瓜果類、菜類、食用菌、花卉等反季節(jié)、異地養(yǎng)殖與種植。到2011年，全國共有地熱溫室和大棚133萬平方米。我國溫室種植開采利用地熱資源每年折合標準煤21.5萬噸，占地熱資源年開采總量的3.4%。[7]

工業(yè)生產

我國地熱工業(yè)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(yè)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(qū)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，*替代了鍋爐熱水伴熱輸油，取得了明顯的經濟、社會效益。

礦泉水生產

中國開發(fā)地熱水生產飲用天然礦泉水始于80年代后期，有兩種作法，一是利用地熱水中某些微量元素（組分）達到飲用天然礦泉水標準，經過處理后生產飲用礦泉水。二是直接利用地熱水生產飲用天然礦泉水。據統(tǒng)計，全國利用地熱水生產或準備生產飲用天然礦泉水的有近40處，主要是北京、安徽、廣東、廣西、重慶、貴州、云南、陜西、青海等?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市），以利用礦化度0.6g/L以下、溫度50℃以下的地熱水為主。

3、地源熱泵應用

地源熱泵又稱地源中央空調，可從土壤中吸收熱量或提取冷量送入室內釋放，達到空調的目的。用一套設備可以滿足供熱和制冷的要求，同時還可以提供生活熱水。我國地源熱泵自2004年以來發(fā)展迅速，2007年增長了近1800萬㎡，2008年增長了2400萬㎡，2009年更增長了3870萬㎡，全國地源熱泵總利用面積已達1.007億㎡。2010年，中國地源熱泵在世界上的排名躍升至*二位。中國連續(xù)兩年的年增長率都超過60%，遠高于同期世界平均發(fā)展速度(20%~22%)。據制冷快報報道，截至2010年3月，我國應用淺層地溫能供暖制冷的建筑項目2236個，地源熱泵供暖面積達1.4億平方米，80%的項目集中在北京、天津、河北、遼寧、河南、山東等地區(qū)。在北京，利用淺層地溫能供暖制冷的建筑約有3000萬平方米，沈陽則已超過6000萬平方米。[8]

此外，我國已具備了比較完備的開發(fā)利用淺層地熱能的地源熱泵工程技術、設備、監(jiān)測和控制系統(tǒng)。2010年我國生產熱泵機組的廠商已發(fā)展至超過200家，分布在山東、北京、深圳、大連、杭州、蘇州、廣州等地。產品以水－水系統(tǒng)的大機組為主，主流是螺桿式壓縮機＋殼管式換熱器，也有渦旋式壓縮機＋板式換熱器或套管式換熱器的模塊式機組，大型機能達2000kW~3000kW制熱（制冷）量，也有小型適應家庭使用的10kW機，但以50kW~2000kW為主要產品。除熱泵主機外，熱泵相關配件和PE管線等生產廠家還有100多家。另外，國外的熱泵公司也陸續(xù)登陸中國，建立生產基地或尋找合資企業(yè)，產品就地供應中國市場。同時，設計和施工隊伍也迅速擴大，目前全國該行業(yè)的設計和施工隊伍超過10萬人。[7]

三、 我國地熱能開發(fā)及利用的政策梳理

在我國，地熱資源屬礦產資源范疇，被列入能源礦產類，地熱資源勘查及開發(fā)執(zhí)行《中華人民共和國礦產資源法》及其配套法規(guī)，并歸國土資源部及其下屬職能單位管理。同時，我國在《可再生能源法》中明確，地熱能屬于非化石能源，也屬于可再生能源范疇。2008年，國家能源局成立，專門設立了新能源和可再生能源司，從組織機構上加強了國家對包括地熱能在內的可再生能源的管理力度。

近年來，由于性能源形勢緊張日益加劇和日益嚴重的環(huán)境問題，地熱資源作為一種可再生能源，其開發(fā)利用得到了的發(fā)展，尤其是淺層地溫資源的開發(fā)掀起熱潮，這推動了我國地熱法制化、規(guī)范化、科學化管理上全面水平。進入21世紀之后，國家出臺了一系列的促進政策，為地熱能及其他可再生能源的發(fā)展保駕護航。

2002年12月，國土資源部《關于進一步加強地熱礦泉水資源管理的通知》(國土資發(fā)f20021414號)指出：地熱資源是寶貴的礦產資源，是重要的清潔能源之一；要加大地熱資源的勘查評價力度，加強地熱資源開發(fā)和保護；開展地熱開發(fā)示范項目和地熱水回灌等新技術的研究推廣工作，實現地熱資源的可持續(xù)利用。

2005年2月28日，《中華人民共和國可再生能源法》頒布，并于2006年1月1日起正式實施?！犊稍偕茉捶ā分忻鞔_規(guī)定，地熱能屬于非化石能源，也是可再生能源。國家將地熱能開發(fā)利用納入可再生能源鼓勵范圍。

2005年11月29日，國家發(fā)展和改革委員會制訂并頒布了《中華人民共和國可再生能源產業(yè)發(fā)展指導目錄》，地熱發(fā)電、地熱供暖、地源熱泵供暖和，或空調、地下熱能儲存系統(tǒng)被列入重點發(fā)展項目；地熱井鉆探設備、地熱井泵、水源熱泵機組、地熱能系統(tǒng)設計、優(yōu)化和測評軟件、水的熱源利用等被列為地熱利用領域重點推薦選用的設備。

2006年1月1日起，由國家發(fā)展和改革委員會制訂的《可再生能源發(fā)電價格和費用分攤管理試行辦法》開始執(zhí)行。其中，第九條規(guī)定：地熱能發(fā)電項目上網電價實行政府定價，其電價標準由國務院價格主管部門按照合理成本加合理利潤的原則而制定。

2006年4月，《國土資源“十一五”規(guī)劃綱要》出臺，提出“十一五”期間要加大能源礦產的勘查力度，開展地熱、干熱巖資源潛力評價，圈定遠景開發(fā)區(qū)。

2006年，財政部發(fā)布的《可再生能源發(fā)展專項資金管理暫行辦法》中“第二章 扶持重點”中第七條指出，“建筑物供熱、采暖和制冷可再生能源開發(fā)利用，重點支持太陽能、地熱能等在建筑物中的推廣應用。”

11.4%，非化石能源發(fā)電裝機比重達到30%。該規(guī)劃再次明確了我國能源消費的控制指標，同時，也將地熱能納入考慮，規(guī)劃稱，我國將穩(wěn)步推進地熱能開發(fā)利用，以民用建筑為重點，在城市推廣地熱能技術應用；以民用建筑為重點，推廣地熱能等資源綜合利用。

2013年1月10日，國家能源局聯合財政部、國土資源部、住房和城鄉(xiāng)建設部共同發(fā)布《關于促進地熱能開發(fā)利用的指導意見》指出，我國將秉承“政府引導，市場推動；因地制宜，多元發(fā)展；加強監(jiān)管，保護環(huán)境”的原則指導地熱能的開發(fā)。提出了我國地熱能開發(fā)的重點任務和布局。并再次明確了我國地熱能開發(fā)的主要目標：到2015年，基本查清全國地熱能資源情況和分布特點，建立國家地熱能資源數據和信息服務體系。全國地熱供暖面積達到5億平方米，地熱發(fā)電裝機容量達到10萬千瓦，地熱能年利用量達到2000萬噸標準煤，形成地熱能資源評價、開發(fā)利用技術、關鍵設備制造、產業(yè)服務等比較完整的產業(yè)體系。到2020年，地熱能開發(fā)利用量達到5000萬噸標準煤，形成完善的地熱能開發(fā)利用技術和產業(yè)體系。

參考文獻：

[1]、鄭秀華. 世界地熱資源開發(fā)應用現狀[J]. 探礦工程, 2001, (1): 6-6

[2]、楊程博. 中國石化地熱能開發(fā)中國[EB/OL].

http://www.sinopecnews。。ｃｏｍ.cn/shzz/content/2012-12/20/content_1244298.shtml.

[3]、國家可再生能源中心. 國內外地熱應用情況[EB/OL]. http://www.cnrec.info/zt/gnwdryyqk/.

[4]、韓建光蔣宗霖田穎李世豪. 中國地熱資源及開發(fā)利用[J]. 消費導刊, 2008, (12): 39-39

[5]、鄭克棪, 潘小平. 中國地熱發(fā)電開發(fā)現狀與前景[J]. 中外能源, 2009, 14(2): 45-48

[6]、馬立新,田舍.我國地熱能開發(fā)利用現狀與發(fā)展[J].中國國土資源經濟,2006(9):19-21.

[7]、王仲穎, 任東明, 高虎. 中國可再生能源產業(yè)發(fā)展報告[R]. 北京:化學工業(yè)出版社, 2011. 105-111

[8]、制冷快報. 未來五年我國地源熱泵供熱將大幅增加[EB/OL].

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