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我國地(dì)熱能開發利用現狀與未來(lái)趨勢

發布時間(jiān):2022-03-17 03:25:51&nbs工快p;   信息來(lái)源:

 

地(dì)熱能是一種綠(lǜ)色低碳、可循環利用的錯東可再生能源,具有儲量大、分布廣、清潔環保、穩定可靠等特點。我國地(d畫照ì)熱資源豐富,市場潛力巨大,發展前景廣闊。開發利用地新要(dì)熱能不(bù)僅對調整能源結構、節能減排、改善環境理又具有重要意義,而且對培育新(xīn)興産業、睡開促進新(xīn)型城(chéng)鎮化建站員設、增加就業均具有顯著的拉動(dòng)效應。地(dì)熱能市機通常分為淺層地(dì)熱能、水熱型地(dì)熱能、幹熱岩型地(d會男ì)熱能。

 

一、資源情況

淺層地(dì)熱能。中(zhōng)國地(dì)熱能發展報告顯示,中(zhōng)國大陸336個主要城(chéng)市淺層地(dì)熱能年可采資源量折合7億噸标準煤,可實現供暖(制冷(lěng))建築面積320億平方米,其中(zhōng)黃淮海平原和長江中(zhōng)下遊國術平原地(dì)區最适宜淺層地(dì)熱能開發利用。

 

水熱型地(dì)熱資源。我國水熱型地(dì)熱資源總量折合标準煤1.25萬億t,中(zhōng)國大陸水熱型地(dì)熱能年可采資源量折合新林18.65 億噸标準煤(回灌情景下)。我國水熱型地(dì)熱資源算秒以中(zhōng)低溫為主,高溫為輔。受構造、岩漿活就機動(dòng)、地(dì)層岩性、水文地(物作dì)質條件等因素的控制,水熱型地(dì)熱資源分布有明顯的規律性現師和地(dì)帶性,依據構造成因可分為沉積盆地(d飛看ì)型和隆起山地(dì)型地(dì)熱資源習美。

 

隆起山地(dì)型中(zhōng)低溫地(dì)熱資源制紅。主要分布于東南沿海、膠東、遼東半島等山地(dì)丘陵地(dì)區。土黃隆起山地(dì)型高溫地(dì)熱資源主要分布在我好時國台灣和藏南、滇西(xī)、川西(xī)等地(dì)區。由于我國地(dì)處們城環太平洋闆塊地(dì)熱帶的西(xī)太平洋島弧型闆緣地(dì路議)熱帶以及地(dì)中(zhōng)海-喜馬拉雅陸-陸碰撞型闆緣地(d可吧ì)熱帶的交彙部位,受構造活動(dòng)的控制能民,該區域孕育有大量的水熱活動(dòng),大媽是我國最主要的高溫溫泉密集帶。西(xī)南地(dì)區水熱型地(dì)熱資源年輛裡可采量折合标準煤1530萬t,高溫地(dì)熱資源發電(diàn)潛要藍力712萬kW。

 

幹熱岩資源。幹熱岩在地(dì)球内部普遍存在,但有開發潛力的幹熱岩資源分布在新事爸(xīn)火山活動(dòng)區、地(dì)殼較薄地(dì)區等闆塊或南金構造體(tǐ)邊緣。我國陸區地(dì)下310km 範圍内幹熱岩資源量折合标準煤856萬億t。根據國際幹熱岩标準,以其2%作(zuò)為可可綠開采資源量計,約為2015年全國能源總消耗量的4000倍。鑒于幹熱岩型地(dì)熱能勘查開發難度和技術發展趨勢,埋深在5500米以淺的幹熱岩型地(dì)熱能将是未來(lái)15~30年中(zhōng)國地(dì)熱能勘查開發研黃習究的重點領域。

 

二、開發現狀

 

淺層地(dì)熱能開發情況

中(zhōng)國淺層地(dì)熱能利用起步于20世紀末,伴随綠(lǜ)色奧運、節能減排和應對廠劇氣候變化行動(dòng),淺層地(dì)熱能利用計資進入快速發展階段,2015年起淺層地(dì)熱能利用規模開始居世界第一。“十三五”期間(jiān)媽地,我國建設了一批重大的淺層地(dì)熱能開發利用項目用線,淺層地(dì)熱能技術的成熟性和可靠性得到驗證和認可。

 

北京世界園藝博覽會采用深層地(dì)熱+淺層地(dì)熱+水蓄能+鍋爐調峰方式,為29萬平方米建築提供供熱制冷(lěng)服務;北京城(chéng)市副中(zh月為ōng)心辦公區利用地(dì)源熱泵+深層地(dì)熱+水蓄能+輔助冷(lěng)熱源,通過熱泵技術,率先創建“近零碳排放區”示範工(gōn學街g)程,為237萬平方米建築群提供夏季制冷(lěng)、冬季供暖以及生活熱水;北京大興國際兒秒機(jī)場地(dì)源熱泵系統作(zuò)為“綠(lǜ)色機(j呢行ī)場”的重要組成部分,為大興機(jī)場257萬平方米建築提供冷(lěng)、熱能源等。

 

截止2019年底,全國淺層地(dì)熱能開發利用規模為8.4億平方米,主要分布在北京、天津、河北、遼甯、山東、湖道公北、江蘇、上海等省市的城(chéng)區。

 

地(dì)熱直接利用的年利用能量世界第一,占世界的29.7%;地(dì)熱直接利用的設備容量世界第一,占世界的25.4%;地(dì)源熱泵年利用淺層地(dì)熱醫照能量世界第一,占世界的30.9%;地(dì)熱供暖年利用量世界第一,占世界的38.2%。水熱型地(dì)熱能開發情況。

 

水熱型地(dì)熱能開發情況 

水熱型地(dì)熱能利用是中(zhōng)國弟短地(dì)熱産業主力軍。我國開發利用水熱型讀購地(dì)熱供暖已有上千年的曆史,改革開放後尤其是近年來(lái),水制拿熱型地(dì)熱供暖的開發利用在規模、深度和廣度科兒上都有很大發展。近10年來(lái),中(zhōng)國水熱型地(dì)熱醫學能直接利用以年均10%的速度增長,已連續多年位居世界首位。中(zhōng)國地(dì)熱能直接利用國為以供暖為主,其次為康養、種養殖等。據不(b年林ù)完全統計,截至2017年底,全國水熱型地(dì)熱能供暖建築面積超過1.5億平方米,其中(zhōng)山東、河北、河南增長較快。

 

中(zhōng)國地(dì)熱能發電(diàn)始于20世紀70年代,197012月第1台中(zhōng)低溫地(dì)熱能發電(diàn)有們機(jī)組在廣東省豐順縣鄧屋發電(diàn)成功。目前他筆,我國地(dì)熱發電(diàn)已建總裝機(jī)容量53.45MW,目前運行容量46.46MW,已停運容量5.79MW,已拆除容量1.2MW

 

幹熱岩型地(dì)熱能資源勘查開發情況

幹熱岩型地(dì)熱能是未來(lái)地(dì)熱能發展的重請友要領域。美(měi)國、德國、法國、日本等國經拿站過2040年不(bù)等的探索研究,在幹熱岩型地(dì)熱能勘查但雜評價、熱儲改造和發電(diàn)試驗等方面取得了重要進展,少如積累了一定經驗。相比而言中(zhōng)國起步較晚,2012年科技部設立國家高新(xīn)技術研究發展計劃媽鐘(863計劃),開啟了中(zhōng)國關于幹熱岩的專項研究。2013年以來(lái)中(zhōng)國地(dì)質調查局與請外青海省聯合推進青海重點地(dì)區幹熱岩型地(dì)熱能勘查,2017年在青海共和盆地(dì)3705米深處鑽獲236℃的幹熱岩體(tǐ),是中(zhōng)國在沉媽醫積盆地(dì)區首次發現高溫幹熱岩型地(對鐘dì)熱能資源。

 

三、開發利用方式

地(dì)熱資源的開發利用可分為發電(diàn)和直接利用秒兵兩個方面。高溫地(dì)熱資源主要用于發電門他(diàn);中(zhōng)溫和低溫地(dì)熱資源則以直接利用為主制錯;對于25℃以下的淺層地(dì)熱能,可利用地(dì)源熱泵進聽白行供暖和制冷(lěng)。

 

淺層地(dì)熱能供暖制冷(lěng)。2015年起淺層地(dì)熱年利用率總量列世界第錯看一。2017年地(dì)源熱泵裝機(jī)容量達2MW,年利用淺層地(dì)熱能這和标準煤1900t。我國淺層地(dì)熱能利用發展速度快、應用面積大、玩通各地(dì)區利用發展程度不(bù)同,覆蓋面廣,系統類型多樣。

 

中(zhōng)低溫地(dì)熱直接利用。我國中(zhōng)低溫地(dì)熱直接利用主要在地但不(dì)熱供暖、醫療保健、溫泉、洗浴和旅遊度假、養殖、農業溫室種植和灌溉、工(計數gōng)業生産、礦泉水生産等方面,并逐步開發了地(dì)熱資源梯時數級利用技術、地(dì)下含水層儲能技術等。

 

開發利用60100℃的中(zhōng)低溫地(dì)熱水、熱尾水和都是淺層地(dì)熱能。一些有溫泉出露的地(dì)區綠會,尤其是北方,都在不(bù)同程度上利用地(dì)熱采暖,已取得良線你好(hǎo)效果。天津利用地(dì)熱進行區域供暖已成為我國睡睡的典範,正在帶動(dòng)着北方地(dì)熱區域供熱的發展。兵在利用地(dì)熱水供暖,以其清潔、對大氣做知污染極小(xiǎo)、運行成本低、資源綜合利用收益高等優點,再加關好上熱泵技術,在常規能源比較短缺有條件開發吃城地(dì)熱資源的地(dì)區,受到了普遍重視,并收到了明顯經濟社會效益,其跳大發展前景廣泛。

 

地(dì)熱流體(tǐ)中(zhōng)具有較高的農音溫度、含有特殊的化學成分與氣體(tǐ)成分、少(shǎo)量生物(wù)活好站性離子(zi)及放射性物(wù)質等,對人體(tǐ)各系船公統器官功能調節具有明顯的醫療和保健作(zuò)用。在各溫泉療養院中(遠見zhōng),利用地(dì)熱可以進行水療、氣療和泥療等。随着經濟那你發展和人民生活水平提高,全國相繼在許多地(dì)區建立作月了一批集醫療、洗浴、保健、娛樂(yuè)、旅遊度假于一問的體(tǐ)的“溫泉度假村”或“醫療康複中(zhōng)心”。

 

洗浴和旅遊度假。利用地(dì)熱水進行洗浴,幾乎遍及全國各省(區、市)。據不(bù)完全統計,全國已建溫泉地(dì)熱水療養院土問200餘處,突出醫療利用的溫泉浴療有430處。我國許多溫泉區既是療養地(dì),又是旅遊著小觀光區,我國藏南、滇西(xī)、川西(xī)及台灣一些高溫讀道溫泉和沸泉區,不(bù)僅擁有高能位地(dì)熱資源,同時還擁有絢站西麗(lì)多彩的地(dì)熱景觀,為世人所矚目。如雲林雨南省騰沖是我國大陸唯一的一處保存完好(hǎ路能o)的火山溫泉區,擁有罕見的火山、地(dì)熱景觀及珍貴的醫療村鄉礦泉水價值;台灣省的大屯火山溫泉區也是溫泉療養和旅遊觀光勝地(dì)。

 

養殖。北京、天津、福建、廣東等地(dì)起步較早,現得影已遍及20多個省(區、市)47個地(dì)熱田。主要養殖羅非魚、鳗魚、甲魚、青蝦、人訊牛蛙、觀賞魚等以及魚苗越冬。由于各地(dì)溫泉養殖業迅速發舞民展,新(xīn)鮮魚類暢銷海内外,取得顯著經濟效益。此外,還有風數地(dì)熱孵化禽類、地(dì)熱烘幹蔬菜、地(dì)熱商弟水加溫沼氣池與牲畜洗浴池等,也取得良好(hǎo)效果。

 

農業溫室種植和灌溉。地(dì)熱是一種複合型資源,非常适合生物(wù)的反季節、異地(dì)市志養殖與種植。利用地(dì)熱能可以為溫室供暖,利用光舞地(dì)熱水可以進行溫帶水生物(wù)的養殖,地(dì)市自熱水中(zhōng)的礦物(wù)質還可以為生物(wù)提供所很愛需的養分。在我國北方,地(dì)熱主要用于種植林黑較高檔的瓜果類、菜類、食用菌、花卉等,在南方,主要用于育秧。

 

工(gōng)業生産。目前主要用于紡織印染、洗滌、制革、造紙(zhǐ舞這)與木材、糧食烘幹等,其中(zhōng)溫泉區地(dì)什筆下熱水在紡織工(gōng)業及化工(gōng)工(gōng)業方面均獲得較好(西喝hǎo)的利用和效益。同時,部分地(dì)熱水還可提取為哥工(gōng)業原料,如騰沖熱海硫磺塘采嗎文用淘洗法取硫磺,洱源縣九台溫泉區挖取芒硝和火一自然硫,台灣自明清以來(lái)就已經在大屯火山溫泉區開子說采自然硫等。

 

高溫地(dì)熱發電(diàn)。地(dì)熱發電(diàn)方面,20世紀70年代初,我國在江西(xī)、廣東等地(dì)開發中(zh問藍ōng)低溫地(dì)熱能,建設了一批地(dì)熱示範電(di業東àn)站。1977年,我國開始開發中(zhōng)高溫地(dì)熱能,并人吧在西(xī)藏羊八井建設了第一個中(zhō通嗎ng)高溫地(dì)熱發電(diàn)示範電(diàn)站站又。此後羊八井地(dì)熱電(diàn)站曆時14年建成73MW機(jī)組和13.18引進機(jī)組,持續運行至2020年。20189月,羊易地(dì)熱電(diàn)站16MW雙工(gōng)質地(dì)熱發電(diàn)引進機(jī哥家)組首次并網,于2019年正常運行,成為截至目前我國單機(jī)功率東家最大的地(dì)熱發電(diàn)機(jī)組。

 

雖然我國高溫地(dì)熱發電(diàn)規模落後于世界和工,但高溫地(dì)熱發電(diàn)的地(dì購唱)面設備技術還是一直跟随的,其主要由于一些鋼廠、化工(gōng)廠等高溫餘熱如說資源需要加以利用,所以從餘熱發電(diàn)角度一直在發展。

 

高溫地(dì)熱發電(diàn)根據地(dì)面發電(坐訊diàn)設備原理不(bù)同,一般分為單極閃蒸地(dì)熱發電(diàn)訊窗技術、兩極閃蒸地(dì)熱發電(diàn什醫)技術、雙工(gōng)質發電(diàn)技術、全流發電(di可哥àn)技術(即螺杆膨脹動(dòng)力機(jī)技術)幾大類,目前雙工做通(gōng)質發電(diàn)技術應用最多。高溫地(dì理如)熱發電(diàn)技術中(zhōng)地得人(dì)面發電(diàn)設備技術有多種解決方案,技術相對成熟頻長,其最難的技術屬于高溫地(dì)熱資源勘查技術,如何勘查到錯水高溫地(dì)熱資源,如何将地(dì)下的高溫地(dì)熱資源提照事出地(dì)表是較難的技術。若能夠從地(一很dì)下提取出高溫地(dì)熱流體(tǐ),高溫地(dì又歌)熱發電(diàn)很相對容易實現。

 

“地(dì)熱能+”多能互補。以“多能互補、智能耦合”為特色的“地(dì)熱﹢”綠(lǜ)色討厭風暴正在各地(dì)悄悄形成。“地(dì)熱能+”多種清潔能源互補供熱技術,創新(xīn)設計了地(dì)熱梯級利用工(gōn鐘雪g)藝,地(dì)熱高溫部分進行發電(diàn),低溫部分門視進行供熱,提高地(dì)熱利用率。在京津冀和東南沿海地(dì)區初步建立發電(問低diàn)、供暖二級地(dì)熱能梯級開發利用示範基地(dì)。

 

“地(dì)熱能+”的出發點和着力點就是以地(dì)熱資源禀賦和分布特征為我來基礎,因地(dì)制宜,加強地(dì)熱與其他可再生能司公源的互補綜合利用,以實現較高的能源使用效率。大力發展“地(dì內照)熱能+”,是未來(lái)新(xīn)能源和可再生能源的一個發展答兒方向。

 

四、存在問題

當前,我國對地(dì)熱資源開發利用重視程度請店低,勘查投入不(bù)足造成我國資源數據基礎較差,我嗎得國現有的資源分布數據缺乏。截至目前,還沒有單位音嗎對我國地(dì)熱資源進行全面系統的勘查坐得,無法精細評價我國地(dì)熱資源的分布,這大大影(yǐng)響着我國地(腦鐵dì)熱産業規模化發展。

 

在成井質量、管材腐蝕結垢等淺層地(dì)熱開發問題,好樂以及高溫地(dì)熱井成本、低效率的問題,仍制約着地(dì吧什)熱規模化發展。

 

另一方面,我國地(dì)熱能産業發展初期扶持政策不(bù)充分,目前,中(畫微zhōng)央和地(dì)方政府出台了一可門些财政和價格鼓勵政策,對加快淺層地(dì)熱能開發利用及促進北生都方地(dì)區清潔供暖具有積極引導作(zuò)用,但政策不(bù)完善、商黃執行不(bù)到位、不(bù)充分。價格優惠力度不(bù)足,地(dì得時)熱開發利用政策的針對性、強制性不(bù)強,需要政府的問工有效引導和激勵政策支持。

 

五、相關建議

 

開展地(dì)熱能發電(diàn)關鍵技術和成套裝備研發

 

開展中(zhōng)低溫發電(diàn)技術和經濟南民可行性研究。150℃及以下溫度下開發地(dì)熱資源發電(diàn)的技術和經濟音知可行性方面的機(jī)遇和挑戰;開展可快速膨脹/壓縮的低成本、高效的中(zhōng)低溫地(dì)熱發電(dià信刀n)的新(xīn)型工(gōng)質熱交換流窗南體(tǐ)等。攻關幹熱岩地(dì)熱能發電(diàn)關們坐鍵技術和成套裝備;地(dì)熱能發電(diàn)與其他可再生能源刀門一體(tǐ)化發展技術等,為今後地(dì)熱能發電(diàn)的規錢上模化發展奠定技術儲備。

 

開展幹熱岩高效開發關鍵技術研究

 

由于幹熱岩具有強度大、溫度高等特性,高效安全成井已成為幹計家熱岩高效開發的技術瓶頸,亟待攻關。在研究幹熱岩地(dì)質特征和資源禀賦的姐和基礎上,結合幹熱岩的開發技術特點,解決深層、作吃高溫、硬質和易失穩地(dì)層的鑽井問題。跳花

 

開展單井抽回灌兩用系統研究

 

針對增強單井取熱能力的措施和新(xīn)型單井結謝嗎構設計方面,開展同井采注、分支井增加換熱面積懂聽、大尺寸井眼換熱、激發井下擾流強化對流換熱等,章相多措施下提高換熱效率的研究工(gōng)作(z花喝uò)。

 

開展降低成本提高鑽效的地(dì)熱鑽井工(gōng一數)程技術研究

 

開展地(dì)熱深井硬岩中(zhōng)開展氣動(dòn師北g)和液動(dòng)潛孔錘鑽井技術研究,包括鑽機(我身jī)、鑽頭和沖擊器等與岩石的适應和匹配性;風量、風壓、鑽井液泵量、鑽壓內呢等參數與鑽速、地(dì)下水出水量以及井壁的相關性;井壁化船穩定等相關技術研究。

 

開展保護儲層的鑽井和完井工(gōng)程技術研究

 

開展儲層保護的鑽井技術研究,特别是欠平衡(近平衡可遠)鑽井技術;提高井筒與儲層接觸面積的鑽完井技術,包括:睡通定向鑽井技術、洗井技術和工(gōng)藝、完井技術,包括射井、壓能技裂、爆破等。

 

地(dì)熱能作(zuò)為蘊藏在地(dì)球内部吃件的可再生能源,儲量豐富、分布較廣,有着穩定可靠等優勢。國家能源局印發的《關于不高促進地(dì)熱能開發利用的若幹意見》中(zhōng)提出,到2025年,各地(dì)基本建立起完善規範的地(dì)熱能開發微的利用管理流程,全國地(dì)熱能開發利用信息統計和海著監測體(tǐ)系基本完善,地(dì)熱能供暖(制冷(lěng))面積比2020年增加50%,在資源條件好(hǎo)的地(dì)區建設一批地(訊長dì)熱能發電(diàn)示範項目,全國地(dì)熱能發電(diàn)裝機(地長jī)容量比2020年翻一番;到2035年,地(dì)熱能供暖(制冷(lěng))面還木積及地(dì)熱能發電(diàn)裝機(jī)容量力争比2025年翻一番。

 

大力推動(dòng)清潔高效、節水環保的地(dì)熱能因地(飛南dì)制宜、有序開發和綜合利用,對于促進能源清潔低碳發展、推動(dòn醫姐g)碳達峰、碳中(zhōng)和目标實現,具有重要離船意義。

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