我國地熱資源勘查開(kāi)發(fā)利用及保護對策

  摘 要:本文在充分總結分析國內外地熱資源勘查、開(kāi)發(fā)利用現狀的基礎上,對我國地熱資源勘查、開(kāi)發(fā)和管理中存在的問(wèn)題進(jìn)行了研究,并結合工作實(shí)際,提出了做好勘查開(kāi)發(fā)規劃、加強地熱地質(zhì)勘查、提高地熱開(kāi)發(fā)利用水平、加強監督管理和促進(jìn)礦業(yè)權市場(chǎng)建設等保護對策。

 

  關(guān)鍵詞:地熱/資源 勘查與利用 保護對策。

 

  地熱是一種應用廣泛、易于開(kāi)發(fā)、費用低廉、無(wú)環(huán)境污染的新型能源礦產(chǎn),可應用于供暖、洗浴、游泳、理療、醫療、養殖、種植等多個(gè)領(lǐng)域。2006年開(kāi)始實(shí)施的5可再生能源法6,將其確定為和風(fēng)能、太陽(yáng)能等并列的可再生能源之一。我國地熱資源豐富,儲量居世界第二位,在地熱勘查與開(kāi)發(fā)方面也取得顯著(zhù)的成績(jì),尤其是近10年來(lái),隨著(zhù)人們生態(tài)環(huán)境保護觀(guān)念和健康生活意識的不斷提高,人們越來(lái)越認識到了地熱開(kāi)發(fā)的潛在價(jià)值,我國地熱能源開(kāi)發(fā)利用以每年10%的速度在增長(cháng)。目前,全國已施工地熱井近2500眼,深度從數百m到4000m,每年開(kāi)發(fā)地熱水總量估計在5億m3左右,地熱能的利用相當于500萬(wàn)t標準煤的發(fā)熱量[3]。但是,由于勘查程度偏低、缺乏統一規劃和管理不到位,也出現了一些的問(wèn)題,影響了地熱產(chǎn)業(yè)的可持續發(fā)展。

 

  1 我國地熱資源概況。

 

  111 地熱資源成礦條件優(yōu)越。

 

  從構造上看,我國大陸屬歐亞板塊的一部分,它的東側為島弧型洋-陸匯聚邊緣,西南側為陸-陸碰撞造山帶,是由許多不同時(shí)期的古板塊(如華北、華南、塔里木、哈薩克斯坦、西伯利亞等)經(jīng)碰撞、增生和拼接而成的。中國大陸構造演化經(jīng)歷了古生代陸洋分化對立階段、石碳二疊紀軟碰撞轉化階段和中新生代盆山對峙發(fā)展階段,多旋回構造運動(dòng)與多期盆地疊加塑造出不同的地熱田。據不完全統計,全國現有地熱田約275處,主要分布在華北盆地、關(guān)中盆地、汾渭盆地、昆明盆地、東南沿海等地區。

 

  112 地熱資源儲量豐富、分布廣泛。

 

  我國地熱資源主要分布于構造活動(dòng)帶和大型沉積盆地中,主要類(lèi)型為沉積盆地型和隆起山地型。

 

  沉積盆地傳導型中低溫地熱資源,主要分布于華北平原、汾渭盆地、松遼平原、淮河盆地、蘇北盆地、江漢盆地、四川盆地、銀川平原、河套平原、準噶爾盆地等地區,其主要熱儲層為厚度數百m至數千m第三系砂巖、砂礫巖,溫度在40~80e左右;隆起山地對流型地熱主要有分布于藏南-川西-滇西和臺灣地區的高溫地熱資源,以及分布于東南沿海地區和膠東、遼東半島的中低溫地熱資源。據初步估算,全國僅2000m以淺的主要沉積盆地儲存的地熱能量就達73161@1020J,相當標準煤2500億t,地熱水可開(kāi)采資源量為每年68億m3,所含熱能量為963@1015J,折合每年3284萬(wàn)t標準煤的發(fā)熱量。

 

  113 地熱資源開(kāi)發(fā)利用取得顯著(zhù)成績(jì)。

 

  我國地熱資源開(kāi)發(fā)利用歷史悠久。20世紀70年代初期,以北京、天津地區開(kāi)展隱伏地熱田資源的普查勘探為先導,相繼在天津市近郊、北京城東南地區1000m左右深度內打出了溫度在40~90e的地熱水,隨即在城市地區開(kāi)始了地熱供暖、醫療洗浴、水產(chǎn)養殖、工業(yè)洗滌等方面的應用,帶動(dòng)了全國地熱資源的勘查工作。20世紀90年代以來(lái),地熱資源開(kāi)發(fā)利用進(jìn)入快速發(fā)展階段,引進(jìn)了一些先進(jìn)地熱科技理論和勘探技術(shù),開(kāi)展了對地區經(jīng)濟發(fā)展有影響的地熱田勘查評價(jià)和區域地熱資源評價(jià),對我國地熱資源的分布、形成與開(kāi)發(fā)利用條件等有了一些規律性認識,地熱開(kāi)發(fā)最大深度超過(guò)4000m。到目前為止,全國現有溫泉數為2500多處,已開(kāi)發(fā)利用的約700余處,地熱水開(kāi)采量約315億m3/a,主要用于發(fā)電、采暖、洗浴、醫療、旅游、養殖和種植等產(chǎn)業(yè),其中,非電的地熱直接利用裝置總量已達2300MW,居世界首位。如山東省德州市初步完成了全市的地熱資源勘查,制訂了詳細的地熱資源開(kāi)發(fā)利用規劃,目前開(kāi)發(fā)利用地熱井已達50余眼,不僅節約能源,減少污染,美化環(huán)境,改善城市形象,還帶動(dòng)房地產(chǎn)、旅游業(yè)、理療業(yè)和其它第三產(chǎn)業(yè)等綠色產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,取得顯著(zhù)的經(jīng)濟、環(huán)境和社會(huì )效益。

 

  2 世界地熱資源勘查開(kāi)發(fā)利用情況。

 

  世界各國非常重視地熱資源的勘查開(kāi)發(fā)利用,美國、日本、冰島、新西蘭均完成全國范圍內大比例尺的基礎地質(zhì)調查工作,對地熱資源進(jìn)行了評價(jià),編制了地熱資源系列圖件,地熱資源商業(yè)性勘查更是取得了顯著(zhù)成績(jì)。2007年度,美國專(zhuān)門(mén)在地質(zhì)調查預算中,增加了50萬(wàn)美元用于地熱評價(jià),以查明地熱資源的發(fā)電能力。日本等國家還利用政府資金,在其他國家開(kāi)展了地熱勘查開(kāi)發(fā)試點(diǎn)工作。

 

  據統計, 1975~1995年,全球范圍內地熱發(fā)電每年大約以9%速率增長(cháng),地熱直接利用的增長(cháng)率約為6%。1995~2000年,地熱發(fā)電的發(fā)展速度開(kāi)始減緩,但地熱直接利用每年累進(jìn)增長(cháng)達916%。2000~2005年,地熱直接利用每年累進(jìn)增長(cháng)更是達到了1219%。到2005年,全世界已有24個(gè)國家利用地熱發(fā)電,地熱發(fā)電總裝機容量8900MW,所生產(chǎn)的電力達56800GWh。有72個(gè)國家直接利用地熱,設備容量為27828MW。如冰島全國87%供暖全部靠地熱,僅此一項每年可節約資金113億美元[6],加上環(huán)境保護、帶動(dòng)旅游等第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展,效益就更加可觀(guān)。

 

  近年來(lái),由于地源熱泵技術(shù)的采用,使熱源的可利用溫度低至12e,已成為地熱開(kāi)發(fā)利用的新增長(cháng)點(diǎn)。目前,全世界熱泵利用已占地熱直接利用的33%。如美國在1997年底,已有30萬(wàn)臺地熱熱泵在運轉,每年可提供8000~11000GWh功率于供暖或空調。

 

  3 地熱資源勘查開(kāi)發(fā)利用中存在的問(wèn)題。

 

  311 地熱勘查研究程度較低,不能滿(mǎn)足市場(chǎng)開(kāi)發(fā)需求。

 

  我國地熱資源勘查研究程度較低,尤其是服務(wù)于各級政府的地熱資源規劃的評價(jià)、論證和區域性地熱田資源勘查評價(jià)等基礎地熱地質(zhì)調查程度低,地熱資源地質(zhì)情況和資源量不清,導致后備資源不足,地熱市場(chǎng)供需矛盾日益突出;地熱勘查評價(jià)滯后于開(kāi)發(fā)利用,導致重開(kāi)發(fā)輕勘查、不合理開(kāi)發(fā)、破壞浪費資源現象頻發(fā),影響了地熱資源勘查開(kāi)發(fā)規劃的制定、資源的開(kāi)發(fā)利用以及地熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展;勘查區域布局不均衡,全國大部分地區尚未開(kāi)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(kāi)展正規的地熱勘查。

 

  312 地熱資源開(kāi)發(fā)利用水平低,存在浪費資源、破壞環(huán)境等問(wèn)題。

 

  地熱資源開(kāi)發(fā)利用規?；?、產(chǎn)業(yè)化水平不高,企業(yè)生產(chǎn)布局、產(chǎn)品結構和利用方式不合理,重開(kāi)發(fā)輕管理現象普遍存在,影響了地熱開(kāi)發(fā)整體經(jīng)濟效益的提高。部分地熱企業(yè)生產(chǎn)工藝流程落后,技術(shù)力量薄弱,經(jīng)營(yíng)粗放,競爭無(wú)序,盲目追求高額利潤,不按規定開(kāi)采地熱資源,不采取綜合利用措施,資源利用率低,浪費了有限的資源,如采取直供、直排供暖方式的地熱井,其熱能利用率僅為20%~30%,嚴重浪費了地熱資源。部分地區地熱井過(guò)于集中,超強度開(kāi)采地熱資源,造成地熱水位持續下降,影響地熱田穩定開(kāi)采和長(cháng)期利用,而且易引發(fā)地面沉降、地下水熱污染和化學(xué)污染等許多2第6期尤孝才等:我國地熱資源勘查開(kāi)發(fā)利用及保護對策環(huán)境問(wèn)題。如天津塘沽、大港因地熱開(kāi)采造成的地面沉降約為6~10mm/a。

 

  313 地熱資源管理存在薄弱環(huán)節,監督管理力度不夠。

 

  地熱管理法規、政策和標準體系尚不完善,對地熱資源的破壞浪費,缺乏強有力的法律約束。地熱資源管理體制不順、職責不清,如按5礦產(chǎn)資源法6和國際慣例,地熱資源應由地礦行政主管部門(mén)統一管理,但是有些單位以部門(mén)規章或者三定方案取代法律,把地熱資源混同于普通水資源進(jìn)行管理,重復發(fā)證,追逐利益,造成地熱資源管理的混亂,影響了地熱資源的有序勘查開(kāi)發(fā)。還有相當一部分地區的地熱管理工作,偏重于發(fā)證和收費,而對地熱資源的科學(xué)開(kāi)采和合理利用監管不力。

 

  4 地熱勘查開(kāi)發(fā)保護對策建議。

 

  411 編制全國地熱資源勘查開(kāi)發(fā)利用規劃。

 

  要在充分論證基礎上,結合5全國地質(zhì)工作規劃6和5全國地質(zhì)調查/十一五0規劃6,編制5全國地熱資源勘查開(kāi)發(fā)利用規劃6。要堅持勘查與開(kāi)發(fā)統一規劃,開(kāi)發(fā)與保護并重,對地熱田勘查開(kāi)發(fā)層位、布井原則、布井總量、可采資源量、開(kāi)采模數、開(kāi)發(fā)利用方向和資源保護等方面進(jìn)行規劃,并將其納入國家/十一五0能源規劃,以指導我國地熱資源的勘查開(kāi)發(fā)利用工作。

 

  412 進(jìn)一步提高地熱勘查程度。

 

  加強地熱資源基礎地質(zhì)調查工作,在做好東部地區地熱田總體勘查評價(jià)的基礎上,重點(diǎn)加強西部地熱資源的調查評價(jià)工作。要與區域地質(zhì)調查和環(huán)境地質(zhì)調查相結合,做好綜合調查評價(jià),逐步提高地熱地質(zhì)調查水平,摸清家底,降低勘查風(fēng)險,引導拉動(dòng)商業(yè)性地熱地質(zhì)勘查工作。地熱資源勘查工作,要在做好管理的基礎上,充分引入市場(chǎng)機制,鼓勵企業(yè)參與勘查開(kāi)發(fā),加強地熱成礦地質(zhì)條件、地熱鉆探、地熱資源量計算、地熱資源綜合評價(jià)、地熱綜合管理和地熱開(kāi)發(fā)利用等方面的研究及管理,并做好地熱地質(zhì)資料的匯交管理工作。

 

  413 進(jìn)一步提高地熱資源開(kāi)發(fā)利用水平。

 

  通過(guò)地熱開(kāi)發(fā)利用示范,加強地熱水回灌、熱泵應用、地熱開(kāi)發(fā)自動(dòng)控制技術(shù)、地熱集中供暖、地熱梯級利用、利用油田井開(kāi)發(fā)地熱、利用地熱發(fā)展高效農業(yè)等地熱開(kāi)發(fā)利用技術(shù)研究,提高地熱能的利用率,提高地熱資源開(kāi)發(fā)的科學(xué)性、合理性。

 

  414 強化地熱資源勘查開(kāi)發(fā)利用的監督管理。

 

  利用5礦產(chǎn)資源法6修改的有利時(shí)機,針對地熱資源特點(diǎn),制訂5地熱資源管理辦法6,進(jìn)一步規范地熱資源監督管理,健全地熱資源管理體制。

 

  逐步建立地熱調查、勘查、地熱井設計審查、施工管理、鉆探監理、開(kāi)采監測、水量控制和回灌管理等一系列標準規范和監督管理工作制度。要編制我國地熱資源系列圖件,建立全國地熱資源數據庫系統。做好地熱資源開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中地熱地質(zhì)動(dòng)態(tài)監測工作,及時(shí)掌握地熱田相關(guān)指標的變化情況,及時(shí)調整開(kāi)發(fā)利用方案,保護好地熱資源。加大執法監督檢查力度,嚴格開(kāi)采層位、開(kāi)采資源量的管理。嚴厲查處各類(lèi)違法勘查開(kāi)采地熱和破壞浪費地熱資源的違法行為,提高資源利用水平。加大對5礦產(chǎn)資源法6及其配套法規的宣傳力度,強化地熱資源有償使用、生態(tài)地質(zhì)環(huán)境保護、依法辦礦和有效保護合理利用地熱資源的觀(guān)念。

 

  415 規范完善探礦權和采礦權市場(chǎng),推進(jìn)資源有償開(kāi)采。

 

  嚴格執行地熱探礦權和采礦權的招標、拍賣(mài)、掛牌出讓和申請批準制度,充分發(fā)揮市場(chǎng)配制資源的作用,逐步建立起礦業(yè)權人保護和節約地熱資源的自我約束機制。優(yōu)化地熱產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品結構和企業(yè)布局,提高企業(yè)的經(jīng)濟和環(huán)境效益。