PDF《我国地热能开发利用现状与发展》

R e s o u r c e I n d u s t r i a l E c o n o m y 资源产业经济 中国国土资源经济 Na t u r a l R e s o u r c e Ec o n o m i c s o f C h i n a

2006 /

09 19 我国地热能开发利用现状与发展 * 马立新

1 ,田舍2(1.

中国国土资源经济研究院 , 北京 101149;

2. 北京市地质勘察技术院 , 北京 102218) 摘要:近年来, 我国地热能的开发利用发展加快, 成效显著. 总体来看, 我国地热能开发利用的市场潜力巨大, 发展前 景广阔. 但同时也面临着技术、设备制造、资源底数不清以及资金支持力度不足等诸多方面因素的制约. 文章对国内外 地热能开发利用现状及其发展趋势进行了概述和分析, 指出了目前我国地热能开发利用中主要存在的问题, 针对促进我 国地热能产业的发展提出了三点建议. 关键词: 地热能;

开发利用;

建议 中图分类号: T K 529;

F 407.

2 文献标识码: B 文章编号: 1672- 6995( 2006) 09-0019-03 近年来 , 我国地热能的开发利用发展加快 , 成效显著 , 引 人注目 .总体来看 , 我国地热能开发利用的市场潜力巨大 , 发 展前景广阔 . 但同时也面临着技术 、设备制造 、资源底数不清 以及资金支持力度不足等诸多方面因素的制约 .为了实现可 再生能源规划提出的地热能开发利用中远期目标 , 目前现状 很值得引起重视 ,现将我国地热能开发利用问题的有关情况 进行概述并提出相应建议 .

1 国际上地热能利用现状及发展趋势 地热能的利用分为两种方式 : 一类是地热发电 ;

另一类是 热能直接利用 ,包括地热水的直接利用 ( 如地热采暖 、洗浴 、养 殖等 ) 和地源热泵供热 、 制冷 . 2004年,全世界地热发电总装机容量约 900万千瓦 , 主要 设置在美国 、冰岛 、意大利等国家 , 年产电力约 50000G W・ h . 地热水直接利用的国家已有 58个 ,年利用能量 53000G W・ h . 从世界范围来看 , 地热开发利用的步伐从 20世纪 70年代初 开始加快 , 1975― 1995年的

20 年间 , 全球范围内地热发电每 年大约以 9% 速率增长 , 地热水直接利用的增长率约为 6%. 若以此增长速率测算 , 到2020年全球地热发电及地热水直接 利用总量将分达到 318T Wh /a 和140T Wh /a . 目前 , 美国 、日本 、意大利 、冰岛 、新西兰 、印度 、菲律宾等 世界上地热资源丰富的国家 , 地热能在整个国民经济中已起 到了一定作用 . 如冰岛首都及其它几个城市供暖全部靠地 热 ,仅此一项每年可节约 1. 3亿美元 ;

1998年地热在菲律宾电 力供应中已占 19%, 并且还在继续增长 . 地源热泵技术的采用为地热能开发利用打开了一个新窗 口 ,由于该项技术利用地下浅层地温作为热源 , 随处可取 , 使 过去传统意义上所谓 地热资源在分布上有局限性 的观念得 到了改变 .地源热泵供暖系统已在发达国家得到广泛应用 , 如美国截止 1997年底 , 已有 30万台地源热泵在运转 , 每年可 提供 8000―

11000 G Wh 功率于供暖或空调 ;

瑞士是一个传统 意义上没有地热资源的国家 ,但采用地源热泵技术后 ,到1995 年已可提供

228 G Wh /a 的热功率用于建筑供暖 . 地热能是新能源大家族中最为现实的能源 , 1999年国际 地热协会快讯 ( I G AN e w s ) 报导了地热能 、风能 、太阳能 、潮汐 能利用现状的统计 , 地热能的年产值占据了四类新能源总年 产能的近 80%. 当前 ,地热能开发面临的主要问题是地热资源的持续和高 效利用 , 其核心技术是地热水的回灌和高效能水环热泵机组的 制造 .法国 、意大利从 20世纪 70年代开始研究地热水回灌技 术,取得了许多成功经验 ,处于国际领先地位 .欧、美等发达国 家具有高水平的热泵研究队伍和较大规模的专业化热泵生产 企业 , 已形成从小型家用热泵到大型离心热泵的标准化产品系 列.2我国地热能利用现状 2.

1 高温地热发电 20世纪 70年代后期 ,我国开始利用高温地热资源发电 , 先后在西藏羊八井 、郎久 、那曲等地修建了工业性地热发电 站 ,总装机容量 28. 18M W.其中羊八井地热发电站装机容量 * 作者简介: 马立新(

1956 -) , 男,河北省乐亭县人. 高级会计师, 经济学学士, 主要从事期刊编辑和国土资源经济研究工 作. 资源产业经济 R e s o u r c e I n d u s t r i a l E c o n o m y

20 中国国土资源经济 N a t u r a l R e s o u r c e Ec o n o m i c s o f C h i n a

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09 25. 18M W,实际发电稳定在 15M W, 约占拉萨电网全年供电量 的40%,冬季超过 60%. 截止 2002年 5月共发电 16亿度 ,在 拉萨电网中占有举足轻重的地位 .羊八井地热储层分为浅层 和深层两部分 ,目前可开发利用的只是地热田中补给能力有 限的浅层资源 .深部钻探资料表明 , 热田深部高温地热水具 有不结垢 、热焓值高 、 产量稳定等显著特点 , 有很高的开发价 值.西藏阿里地区的良九热田 , 现装有 2台1M W发电机组 , 其热力系统为一级扩容系统 . 1993年引进 P R M A T 机组在西 藏那曲热田建成一座 1M W的双工质地热电站 . 中国能源研究会地热专业委员会 1999年研究资料表明 , 在喜马拉雅地热带共有高温地热系统

255 处,总发电潜力约 5800M W/30a .西藏目前仍有无电县

22 个,其中大部分地区 有高温地热资源 . 高温地热发电成本较低 , 约为 0. 2― 0.

3 元/k Wh , 具有较强的商业竞争力 . 2.

2 中低温地热水直接利用 在我国中低温地热水直接利用方式中 , 供热采暖占 18. 0%, 医疗洗浴与娱乐健身占 65. 2%, 种植与养殖占 9. 1%;

其 他占 7. 7%. 地热供暖主要集中于北京 、天津 、西安 、郑州 、 鞍山等大中 城市以及北方石油开采区的城镇 , 开采 60― 100℃ 地热水为楼 宇供暖 .据统计 ,

1990 年全国地 热供暖面积 仅190 万m2,2000年上升至 1100万m2,目前已接近 2000万m2,增长速度 很快 .经测算 ,在同等条件下 , 地热供暖运行成本比锅炉供暖 可节省约 30%.从技术角度讲 , 近年来我国地热供暖技术有 三方面的明显变化 : 一是间接换热与梯级利用 .早期的地热供暖多采用直供 直排方式 , 地热水直接进入暖气管道 , 产生腐蚀作用 .供暖后 的地热尾水一般在 40℃ 以上 , 除部分用于生活热水外 , 绝大部 分排入下水道 ,造成了很大的资源浪费 . 目前在地热供暖系 统中 ,多采用换热器 、 热泵和先进的末端散热器 .地热水通过 换热器与暖气循环水间接相隔换热 , 不进入暖气管道 ;

利用热 泵回收地热尾水中的余热 ,增大地热利用温差 ;

使用先进的末 端散热器提高供暖效率 . 这种多级间供方式 , 既减少了地热 水的开采量 , 又提高了地热能的利用率 , 收到了良好的效果 . 二是采用对井 ( 抽 、灌井 ) 供暖方式 .我国早期开发的中 低温地热田由于大量开采而没有采取回灌措施 , 开发数年后 , 地下水位迅速下降 , 不利于持续开发利用 .采用对井供暖方 式就是通过一定手段将供暖后的地热尾水回灌到地下储层 , 保持储层压力 .对井供热方式几乎不消耗地热水 , 选择适当 的抽 、 灌井间距 , 并对回灌温度进行合理控制 ( 如大于 25℃) , 也不会出现地热水温度下降的问题 . 从北京 、天津近年来多 个对井供暖系统的运行情况看 , 即便抽 、灌间隔很近 , 也未出 现地热温度下降 . 三是统筹规划 , 整体开发 .在我国地热资源开发利用较 早的地区 , 近年来相继制定了地热供暖规划 , 统筹规划 , 整体 开发 . 地热供暖虽具有清洁 、低耗 、直接运行费少的优势 , 但也 存在初期投资大的不利因素 , 这是阻碍地热供暖发展的重要 原因 .另外 , 地热回灌基础理论和技术还有待于进一步加强 研究 . 全国目前已建温泉地热水疗养院 200余处 , 公共温泉浴池 和温泉游泳池 1600处 ,突出医疗利用的温泉浴疗有 430处.全国现共有地热温室 ( 或大棚 )

133 万m2,主要种植高档 瓜果 、 蔬菜 、 食用菌 、花卉以及育秧 . 全国建有地热养殖场约 300处,鱼池面积约 445万m2,养殖罗非鱼 、鳗鱼 、甲鱼 、青虾 、 牛蛙 、 观赏鱼等以及鱼苗越冬 . 新鲜成鱼 、瓜果蔬菜 、花卉等 农产品畅销海内外 , 取得显著经济效益 , 增加了外汇收入 . 地热水在工业方面的利用主要集中于印染 、伴热输石油 、 烘干等方面 . 2.

3 浅层地热能利用 我国浅层地热能的开发利用起步较晚 , 20世纪 90年代开 始尝试应用地源热泵技术 , 进入

21 世纪以后在全国普遍推 广 ,其中以京津地区发展最快 .到2004 年底 , 北京已有

420 万m2的建筑物利用地源热泵系统供暖 ( 冷),使用单位已有 200余家 , 已完成的最大单项工程供暖 ( 冷)面积达十几万 m

2 . 目前全国地源热泵系统供暖 ( 冷)总面积尚无确切统计 数字 . 北京市统计信息咨询中心对本市采用地源热泵系统的 11个工程项目的运行费用进行了分析 : 在供暖 、供冷 、供热 水、通风的情况下 , 单位面积费用支出从 9.

48 ~ 28. 85元不 等 ,其中 63% 的项目低于燃煤集中供热的采暖价格 ,全部被调 查项目均低于燃油 、燃气和电锅炉供暖价格 .

3 我国地热能开发利用中存在的问题 3.

1 国家对地热资源勘查投入严重不足 , 全国地热资源勘查 评价程度低 目前 , 全国大部分地区尚未开展大比例尺的地热资源勘 查 ,特别是我国西部地区的中低温地热资源 , 基本未开展正规 的地热勘探 . 全国地热资源总量是个概数 , 至今尚未取得公 认的统一数据 .勘查评价滞后于开发利用 , 严重影响地热资 源开发规划的制定以及地热产业的发展 .尤其是自

20 世纪 90年代以来 , 国家在地热资源勘查方面基本上没有投入 , 地 热勘查开发工作基本上是由市场在推动 , 个别地区的地热开 发管理工作缺乏科学依据 ,处于盲目开采状态 . 3.

2 地热供暖初期投资较大 , 制约其推广发展 以京津地区为例 , 地热井深一般在 2000―

3000 m , 采用 一抽一灌 的对井供暖方式 , 钻两眼热水井 , 总进尺在

5000 m 左右 , 需投资 700万元 ( 1400元/m);

地热出水温度按 60℃ 计,40℃回灌 , 每小时出水量 50m

3 , 可供热面积为 2.

3 万m2(按节能标准 50W/m

2 计),加上两座地热井站房的井口设施 费用 ,总投资约 800万元 , 初投资近 350元/m2.若采用地源热泵供暖方式 , 据建设部调研结果 : 水源热泵 系统初投资为

300 ~ 400元/m2;

土壤源热泵系统初投资约为

350 ~ 450元/m2.总体上说 , 初投资比目前常规 ( 仅用于采 暖)的燃煤锅炉房供暖系统高出

1 ~ 3倍,比热电联产集中供 热系统高出 34% ~ 150%.但这种比较均未计算传统供热方 式输送基础设施投资 , 也未量化计算地源热泵系统除供暖外 , 还能制冷 , 提供生活热水带来的成本节约 . R e s o u r c e I n d u s t r i a l E c o n o m y 资源产业经济 中国国土资源经济 Na t u r a l R e s o u r c e Ec o n o m i c s o f C h i n a

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3 地热资源开发利用水平低 , 资源浪费现象严重 目前尚有相当一部分地热开采井未进行回灌 ,弃水量大 、 弃水温度高 , 热能利用率仅为 20%― 30%.造成这一现象的 主要原因除管理 、 出投资等因素外 , 勘探 、回灌以及梯级利用 技术亟待提高亦是其中重要原因 .这一问题若不解决 , 不仅 造成资源浪费 ,由此还会产生对周围环境和地下水的污染 . 3.

4 地源热泵技术的研究急需加强 我国地热资源的开发利用有着广阔的发展前景 , 市场潜 力巨大 .高........