隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展水评,以氣候變化為核心的全球環(huán)境變化程腹,正在廣泛而深刻地影響著人類社會的方方面面班缰。氣候變化所導(dǎo)致的氣溫增高拒徐、海平面上升、極端天氣與氣候頻發(fā)等级轰,對自然生態(tài)系統(tǒng)和人來生存環(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。增加能源供應(yīng)和來源途徑嘱垛、改善能源結(jié)構(gòu)琢喷,是減少溫室氣體排放量、解決全球氣候變化問題的根本途徑那惜。而作為新型能源的地?zé)豳Y源越來越受到人們關(guān)注岩喷,它具有低成本、可持續(xù)利用和環(huán)保等其它能源所不可比擬的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)监憎∩匆猓可以說,大力推進(jìn)地?zé)豳Y源開發(fā)利用鲸阔,改善能源結(jié)構(gòu)偷霉,對于解決日趨嚴(yán)重的全球環(huán)境問題具有重要的意義。
● 什么是地?zé)豳Y源褐筛?
地?zé)豳Y源是指能夠經(jīng)濟(jì)的被人類所利用的地球內(nèi)部的地?zé)崮芾嗌佟⒌責(zé)崃黧w及其有用組分。我國地?zé)豳Y源可分為淺層地?zé)崮苜Y源渔扎、水熱型地?zé)豳Y源和干熱巖資源三種類型硫狞。目前可利用的地?zé)豳Y源主要包括:通過熱泵技術(shù)開采利用的淺層地?zé)崮堋⑻烊怀雎兜臏厝纬铡⑼ㄟ^人工鉆井直接開采利用的地?zé)崃黧w以及干熱巖體中的地?zé)豳Y源残吩。我國地?zé)豳Y源種類繁多,考慮地質(zhì)構(gòu)造特征倘核、熱流體傳輸方式泣侮、溫度范圍以及開發(fā)利用方式等因素。
● 地?zé)崾侨绾涡纬傻模?/strong>
關(guān)于地?zé)岬膩碓床嗟蓿卸喾N假說鹏闭。一般認(rèn)為,地?zé)嶂饕獊碓从诘厍蛲獠繜嵩春蛢?nèi)部熱源寒淌。外部熱源包括太陽輻射等峭签,內(nèi)部熱源包括放射性元素生熱、地核熱量等蚜遥。根據(jù)測算辱闺,地核的溫度達(dá)6000°C左右,地殼底層的溫度達(dá)900~1000°C瘦镶,地球表面恒溫層(距地面約15米)以下約15千米范圍內(nèi)乘占,地溫隨深度增加而增高掰媚,平均增溫率約為3°C/100米澳坟。不同地區(qū)地?zé)嵩鰷芈视胁町惐市螅咏骄鰷芈实姆Q正常地溫區(qū),高于平均增溫率的地區(qū)稱地?zé)岙惓^(qū)孤殿。地?zé)岙惓^(qū)是研究呐粘、開發(fā)地?zé)豳Y源的主要對象。地殼板塊邊沿转捕,深大斷裂及火山分布帶等作岖,是明顯的地?zé)岙惓^(qū)。
勘查地?zé)豳Y源五芝,一般采用地?zé)岬刭|(zhì)調(diào)查痘儡、鉆探和各種物化探方法。
● 地?zé)豳Y源有哪些用途枢步?
據(jù)史料記載沉删,我國開發(fā)利用地?zé)崤c溫泉已有5000多年的悠久歷史,是世界上利用地?zé)豳Y源較早的國家之一醉途。新中國成立后矾瑰,國家重視人民的醫(yī)療保健事業(yè),從20世紀(jì)50年代起隘擎,先后建立溫泉療養(yǎng)院160多家殴穴,20世紀(jì)70年代后,地?zé)豳Y源的開發(fā)利用進(jìn)入快速發(fā)展階段货葬,尤其是20世紀(jì)90年代以來掷膛,在市場推動下,地?zé)豳Y源的開發(fā)利用得到更加蓬勃的發(fā)展共撰。
地?zé)衢_發(fā)利用方式
地?zé)豳Y源主要用途包括發(fā)電址靶、建筑物供暖、洗浴療養(yǎng)瘫碾、種植養(yǎng)殖乔盹、烘焙等。其中150℃以上的高溫地?zé)嶂饕糜诎l(fā)電奴爷,發(fā)電后排出的熱水可進(jìn)行梯級利用;90~150℃的中溫和25~90℃的低溫地?zé)嵋灾苯永脼橹鬟毒纾嘤糜诠I(yè)、種植擂门、養(yǎng)殖秩旬、供暖制冷、旅游療養(yǎng)等方面;25℃以下的淺層地溫自畔,可利用地源和水源熱泵供暖淘客、制冷。目前全國地?zé)豳Y源開發(fā)利用的基本格局是:西南杨匕、華南發(fā)電;華北着饥、東北供暖與養(yǎng)殖犀农,華東、華中宰掉、西北地區(qū)洗浴與療養(yǎng)呵哨。
截至2015年,我國地?zé)豳Y源每年利用量折合標(biāo)準(zhǔn)煤0.21億噸轨奄,其中水熱型地?zé)豳Y源利用量折合標(biāo)準(zhǔn)煤415萬噸孟害,開采率為0.2%,淺層地?zé)崮芾昧空酆蠘?biāo)準(zhǔn)煤1600萬噸挪拟,開采率為2.3%挨务,地?zé)豳Y源開發(fā)利用潛力巨大。水熱型地?zé)豳Y源利用方式中玉组,地?zé)岚l(fā)電占0.5%耘子,供熱采暖占32.70%,醫(yī)療洗浴與娛樂健身占32.32%球切,養(yǎng)殖占2.55%谷誓,種植占17.93%,工業(yè)利用占0.44%晃烟,其他占13.56%蕾崔。淺層地?zé)崮苜Y源開發(fā)利用方式主要為供暖制冷。
● 地?zé)豳Y源有哪些種類翠柄?
1.水熱型地?zé)豳Y源
我國水熱型地?zé)豳Y源非常豐富氧蔼,出露溫泉2334處,地?zé)衢_采井5818眼皿完。水熱型地?zé)豳Y源量折合標(biāo)準(zhǔn)煤12500億噸夫蚜,每年地?zé)豳Y源可采量折合標(biāo)準(zhǔn)煤18.65億噸,有高溫地?zé)豳Y源(≥150℃)狈馏,但以中溫地?zé)豳Y源(90~150℃)和低溫地?zé)豳Y源(<90℃)為主功刽。其中,水熱型中低溫地?zé)豳Y源量折合標(biāo)準(zhǔn)煤12300億噸缘说,每年地?zé)豳Y源可采量折合標(biāo)準(zhǔn)煤18.5億噸显午,發(fā)電潛力150萬千瓦;水熱型高溫地?zé)豳Y源量折合標(biāo)準(zhǔn)煤141億噸,每年地?zé)豳Y源可采量折合標(biāo)準(zhǔn)煤0.18億噸劣零,發(fā)電潛力為846萬千瓦钟助。
水熱型中低溫地?zé)豳Y源主要分布于華北平原、河淮平原掏秩、蘇北平原或舞、松遼盆地、下遼河平原、汾渭盆地等大中型沉積盆地上映凳,分布在山地的斷裂帶上的地?zé)嵋话阋?guī)模較小胆筒,分布在盆地特別是大型沉積盆地的地?zé)豳Y源儲集條件好、儲層多魏宽、厚度大、分布廣决乎,熱儲溫度隨深度增加队询,是地?zé)豳Y源開發(fā)潛力最大的地區(qū)。
高溫地?zé)豳Y源主要分布在我國藏南-川西-滇西水熱活動密集帶构诚,其高溫地?zé)豳Y源發(fā)電潛力為712萬千瓦蚌斩,充分開發(fā)利用高溫地?zé)豳Y源,積極推進(jìn)西南地區(qū)高溫地?zé)岚l(fā)電范嘱,因地制宜建立多能互補(bǔ)的發(fā)電格局送膳,符合我國當(dāng)前能源革命需求,也是可再生能源重要組成部分斤间。
2.淺層地?zé)崮?/p>
全國336個(gè)地級以上城市淺層地?zé)崮苜Y源每年可開采量折合標(biāo)準(zhǔn)煤7億噸穆烹,可替代標(biāo)準(zhǔn)煤11.7億噸/年,節(jié)煤量4.1億噸/年稿棚。從淺層地?zé)崮荛_發(fā)利用方式來看败何,地埋管熱泵系統(tǒng)適宜區(qū)占總評價(jià)面積的29%;較適宜區(qū)占53%;地下水源熱泵系統(tǒng)適宜區(qū)占總評價(jià)面積的11%,較適宜區(qū)占27%采缎。比較適合應(yīng)用地下水地源熱泵系統(tǒng)的地區(qū)主要分布在我國的東部平原盆地及富水性較好的地區(qū)诺骏。地埋管地源熱泵系統(tǒng)普遍具有較好的適宜性。綜合考慮敌菩,淺層地?zé)崮荛_發(fā)利用的影響因素基恩,我國適宜開發(fā)淺層地?zé)崮艿牡貐^(qū)主要分布在中東部省份,包括北京疏拱、天津斤杏、河北、山東榕每、河南笨扁、遼寧、上海列疗、湖北滑蚯、湖南、江蘇抵栈、浙江告材、江西、安徽等13個(gè)省(市)古劲。
我國淺層地溫能開發(fā)利用區(qū)劃圖
3.干熱巖資源
我國干熱巖資源潛力巨大斥赋,開發(fā)前景廣闊缰猴,高于美國干熱巖資源的估算結(jié)果(570萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤)。經(jīng)初步測算疤剑,地下3~10千米范圍內(nèi)干熱巖資源折合標(biāo)準(zhǔn)煤860萬億噸滑绒,利用其中2%即相當(dāng)于2015年全國能源總消耗量的4000倍。尤其是位于3.5~7.5千米深度隘膘、溫度介于150~250℃之間的干熱巖資源疑故,資源量巨大,折合標(biāo)準(zhǔn)煤215萬億噸弯菊。干熱巖資源是最具潛力的戰(zhàn)略接替能源昵乾,但開發(fā)難度較大。
● 我國的地?zé)豳Y源家底
2016年田蕴,中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)布了《中國地?zé)豳Y源調(diào)查報(bào)告》歼取。報(bào)告指出,“十二五”期間负稚,在原國土資源部的正確領(lǐng)導(dǎo)和財(cái)政部的大力支持下踱措,中國地質(zhì)調(diào)查局組織全國60多家單位3000多名技術(shù)人員,利用中央財(cái)政資金4.16億元央改,完成了31個(gè)省(區(qū)缤纽、市)地下熱水資源調(diào)查,開展了336個(gè)地級以上城市淺層地溫能資源調(diào)查袄肩,啟動了干熱巖資源調(diào)查讨绝,基本查明了我國地?zé)豳Y源賦存分布與開發(fā)利用現(xiàn)狀,初步評價(jià)了全國地?zé)豳Y源潛力再副。
調(diào)查結(jié)果表明:一是全國31個(gè)省(區(qū)脸学、市)地下熱水資源年可開采量折合標(biāo)準(zhǔn)煤19億噸,現(xiàn)狀年實(shí)際開采量折合標(biāo)準(zhǔn)煤415萬噸躬拢,只占可開采量的0.22%躲履,開發(fā)利用潛力巨大。二是全國336個(gè)地級以上城市淺層地溫能資源年可開采量折合標(biāo)準(zhǔn)煤7億噸聊闯,可實(shí)現(xiàn)建筑物供暖制冷面積320億平方米;現(xiàn)實(shí)現(xiàn)建筑物供暖制冷面積4.78億平方米工猜。三是我國干熱巖資源初步估算折合標(biāo)準(zhǔn)煤856萬億噸,是巨大的能源寶藏菱蔬,其2%的可開采量即相當(dāng)于2015年全國能源消耗的4000倍篷帅,應(yīng)加快研究步伐。四是我國淺層地溫能和地下熱水資源開發(fā)利用經(jīng)濟(jì)與環(huán)境效益顯著拴泌,2015年相關(guān)產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值約7500億元魏身,占同年GDP的1%以上;每年減少二氧化碳排放4800萬噸。五是京津冀地區(qū)淺層地溫能和地下熱水資源合計(jì)折合標(biāo)準(zhǔn)煤3.43億噸,可基本滿足該地區(qū)建筑物供暖制冷需求箭昵。六是長江經(jīng)濟(jì)帶淺層地溫能和地下熱水資源年可開采量折合標(biāo)準(zhǔn)煤9.3億噸税朴,充分開發(fā)利用區(qū)內(nèi)的淺層地溫能資源可有效解決長江中下游地區(qū)冬季供暖問題。
● 最新研究成果
中國地質(zhì)調(diào)查局自2016年開始實(shí)施“全國地?zé)豳Y源調(diào)查評價(jià)與勘查示范”工程家制。該工程是在“十二五”地?zé)嵴{(diào)查工作基礎(chǔ)上正林,聚焦區(qū)域地?zé)岜尘罢{(diào)查、重點(diǎn)地區(qū)淺層地溫能調(diào)查裕消、水熱型地?zé)豳Y源調(diào)查桃铛、重點(diǎn)區(qū)干熱巖資源調(diào)查以及地?zé)豳Y源勘查開發(fā)示范與關(guān)鍵技術(shù)研究5項(xiàng)任務(wù),目前取得了一些階段性成果乃屈。
淺層地溫能方面:雄安新區(qū)淺層地溫能初步勘查表明南翻,新區(qū)內(nèi)大部分地區(qū)適用于淺層地溫能的開發(fā)常苍,雄安新區(qū)淺層地溫能資源的開發(fā)利用兼英,將產(chǎn)生巨大的環(huán)境效益與社會效益,為我國未來城市的發(fā)展提供新方向鸵丸。
水熱型地?zé)豳Y源方面:京津冀水熱型地?zé)豳Y源調(diào)查表明喳牌,京津冀地區(qū)是我國東部地?zé)豳Y源最豐富的地區(qū),地?zé)豳Y源儲量大贪焊,開發(fā)利用條件較好玲院。根據(jù)現(xiàn)狀開采量與資源量數(shù)據(jù)劃分了京津冀地區(qū)的開采模數(shù)分區(qū),可為當(dāng)?shù)氐責(zé)豳Y源的開發(fā)提供借鑒惦肴。
干熱巖方面:干熱巖資源是國際社會公認(rèn)的最具潛力的戰(zhàn)略接替能源之一淡早,其開發(fā)利用尚在探索中,國際社會對干熱巖的開發(fā)利用已經(jīng)進(jìn)行了40多年的歷史耳标,我國正在開展東南沿海地區(qū)醇坝、青藏高原東北緣干熱巖資源地質(zhì)勘查,2017年8月次坡,中國科學(xué)家在青海共和盆地3705米深處成功鉆獲236℃的高溫干熱巖呼猪,為下一步推進(jìn)干熱巖開發(fā)利用試驗(yàn)探索奠定了良好基礎(chǔ),目前中國地質(zhì)調(diào)查局正在大力推進(jìn)干熱巖勘查評價(jià)和試驗(yàn)性開采砸琅。