地熱開發(fā)與利用.doc

.關于中國地熱資源及開發(fā)利用一、我國地熱資源概述 地熱是指地球內(nèi)部所蘊藏的熱能，它來源于地球的熔融巖漿和放射性元素衰變時發(fā)出的熱量。地熱資源是在當前技術經(jīng)濟條件和地質(zhì)條件下，能夠從地殼內(nèi)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，它與太陽能、風能、生物能、海洋能等統(tǒng)稱為新能源，將太陽能、風能、潮汐能與地熱能加以比較，地熱能是新能源中最為現(xiàn)實的能源。地熱資源按賦存形式可分4種類型：一是熱水型，即地球淺處(地下1004500m)所見到的熱水或水蒸汽；二是地壓地熱能，即在某些大型沉積盆地深處(36km)存在著高溫、高壓流體，其中含有大量甲烷氣體；三是干熱巖地熱能，由于特殊地質(zhì)構造條件造成高溫但少水甚至無水的干熱巖體；四是巖漿熱能，即儲存在高溫(7001200)熔融巖漿體中的巨大熱能；根據(jù)地熱水的溫度地熱能可分為高溫型(l50)、中溫型(90150)和低溫型(90)三大類，高溫地熱資源主要用于地熱發(fā)電，中、低溫地熱資源主要用于地熱直接利用。 我國是地熱資源相對豐富的國家，地熱資源總量約占全球的7.9（表一），可采儲量相當于46265億t標準煤。我國的高溫地熱資源(熱儲溫度150)主要分布在藏南、滇西、川西以及臺灣省，環(huán)太平洋地熱帶通過我國的臺灣省，高溫溫泉達90處以上；地中海喜馬拉雅地熱帶通過西藏南部和云南、四川西部。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，構成中國高溫熱田最富集的地帶；云南是全國發(fā)現(xiàn)溫泉最多的省，高溫熱田主要分布在怒江以西的騰沖-瑞麗地區(qū)，約2O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(shù)百米至數(shù)千米第三系砂巖、砂礫巖，溫度在4080左右，目前已發(fā)現(xiàn)全國共有地熱溫泉3000多個，其中高于25的約2200個。從溫泉出露的情況來看，我國主要有四個水熱活動密集帶1：藏南-川西-滇西水熱活動密集帶；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。從地質(zhì)構造上看，我國地熱資源主要分布于構造活動帶和大型沉積盆地中，主要類型為沉積盆地型和隆起山地型。 二、我國地熱資源開發(fā)現(xiàn)狀 我國地熱資源的利用歷史悠久，但真正大規(guī)模勘查和開發(fā)利用始于20世紀70年初期,尤其是20世紀90年代以來，在市場經(jīng)濟需求的推動下，地熱資源的開發(fā)利用得到更加蓬勃的發(fā)展。近年來，隨著社會經(jīng)濟發(fā)展、科學技術進步和人們對地熱資源認識的提高，出現(xiàn)了地熱資源開發(fā)利用的熱潮,平均每年以12的速度增長，截至2005年底，全國每年直接利用的地熱資源量已達44570萬m3，居世界第一位，至2010年預計年開采地熱水總量可達到900106m3，開采利用的熱量折合標準煤約495104td。目前，我國地熱資源開發(fā)利用在供暖、供熱水、醫(yī)療保健、洗浴、娛樂、溫室、種植、養(yǎng)殖及工業(yè)應用等方面均達到一定規(guī)模，其中供熱采暖占180，醫(yī)療洗浴與娛樂健身占65.2，種植與養(yǎng)殖占91，其他占77，初步形成了有我國特色的地熱產(chǎn)業(yè)。但目前我國地熱開發(fā)利用仍處于初級階段，地熱在能源結構中占的比例還不足0.5。 我國地熱資源開發(fā)利用在取得了很大成績的同時，還存在一些問題：資源開發(fā)利用水平不高，地熱資源采收率低，棄水溫度高，地熱資源開發(fā)利用管理比較混亂，仍然處在自發(fā)、分散和粗放經(jīng)營的階段，未建立全國統(tǒng)一的地熱動態(tài)監(jiān)測網(wǎng)，甚至個別地方還存在著盲目開采的現(xiàn)象，地熱資源勘探開發(fā)市場尚處于初級階段；大多數(shù)地區(qū)地熱資源的利用比較單一，浪費嚴重，重開發(fā)輕保護，導致地面下沉和環(huán)境嚴重污染。 三、我國地熱資源的利用 （一）地熱發(fā)電 用于發(fā)電的地熱流體要求溫度較高，一般在180甚至200以上才比較經(jīng)濟，我國高溫地熱資源主要分布在滇、藏、川西一帶，總發(fā)電潛力5800MWa。其地熱發(fā)電基本原理與火力發(fā)電相同，即通過能量轉換定律將地熱能轉變?yōu)闄C械能，再將其帶動發(fā)電機組發(fā)電。我國自1970年1O月第一座實驗性地熱電站在廣東豐順建成投產(chǎn)以來，相繼建成了湖南灰湯、西藏羊八井、西藏那曲及西藏郎久等地熱電站。地熱發(fā)電運行成本低，電力便于輸送，不受熱田位置限制，又屬于高品位的能量，沒有環(huán)境污染，所以地熱發(fā)電的利用價值明顯高于其他的利用形式。 （二）地熱直接利用 地熱供暖：應用地熱采暖主要是在我國北方，該利用方式不僅是節(jié)約煤炭、降低煤耗、減輕煙塵污染、改善環(huán)境的有效方法，還因地熱水溫穩(wěn)定、供暖質(zhì)量高而深受人們的歡迎。目前利用中低溫地熟供暖的地區(qū)有河北、遼寧、山東、河南、山西等地，全國地熱供暖面積超過500萬平方米。 地熱溫室：我國的地熱農(nóng)業(yè)溫室分布面很廣，規(guī)模較小，其中包括蔬菜溫室，花卉溫室，蘑菇培育、育種溫室等。北方主要種植比較高檔的瓜果菜類、食用菌、花卉等；南方主要用于育秧。其中花卉溫室的經(jīng)濟效益較明顯，發(fā)展?jié)摿薮?，是地熱溫室發(fā)展的方向。隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展和人民生活水平的提高，農(nóng)業(yè)逐步走向現(xiàn)代化進程，各種性能優(yōu)良的溫室將逐步建造，室內(nèi)采用地熱供暖，以提高室溫,既安全經(jīng)濟又無污染。 地熱工業(yè)利用：地熱能在工業(yè)領域應用范圍很廣，工業(yè)生產(chǎn)中需要大量的中低溫熱水，地熱用于工藝過程是比較理想的方案。我國在干燥、紡織、造紙、機械、木材加工、鹽分析取、化學萃取、制革等行業(yè)中都有應用。其中地熱干燥是地熱能直接利用的重要項目，地熱脫水蔬菜及方便食品等是直接利用地熱的地熱干燥產(chǎn)品。在我國社會主義市場經(jīng)濟不斷發(fā)展的今天，地熱干燥產(chǎn)品有著良好的國際市場和潛在的國內(nèi)市場。 地熱水產(chǎn)養(yǎng)殖：地熱水產(chǎn)養(yǎng)殖是地熱直接利用項目中的重要內(nèi)容，水產(chǎn)養(yǎng)殖所需的水溫不高，一般低溫地熱水都能滿足需求，同時它又可將地熱采暖、地熱溫室以及地熱工業(yè)利用過的地熱排水再次綜合梯級利用，使地熱利用率大大提高。地熱水產(chǎn)養(yǎng)殖可以分為大規(guī)模生產(chǎn)性養(yǎng)殖和建立觀賞區(qū)。生產(chǎn)性養(yǎng)殖一般采用地熱塑料大棚，以魚苗養(yǎng)殖越冬為多；觀賞游樂區(qū)可以放養(yǎng)金魚、熱帶魚等品種供游人觀賞。 地熱水療：地熱水含有多種對人體有益的礦物成分和化學元素，是集熱、礦、水三位一體具有多種用途的清潔、醫(yī)療和保健作用的資源。溫泉浴對關節(jié)炎、高血壓、胃及十二指腸潰瘍、心血管病、神經(jīng)衰弱、支氣管炎及各種皮膚病有良好的治療效果，并對各種老年病的康復有一定作用。浴療水溫高于皮膚溫度，可興奮交感神經(jīng)，使皮膚血管擴張，脈搏加速，緩解肌肉痙攣，促進身體新陳代謝，另外溫泉浴有明顯的降血脂作用，使血管輸液功能增強，提高機體內(nèi)分泌功能和調(diào)節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)功能，防止血管硬化，有延年益壽之效。 地熱孵化：地熱孵化是地熱農(nóng)業(yè)利用中的一個分支，指利用地熱孵化家禽種蛋、育雛和種雞喂養(yǎng)生長的整個過程。隨著我國家禽業(yè)的發(fā)展和養(yǎng)殖場規(guī)模的不斷擴大，大型孵化機的需求日益增加。目前，我國使用的孵化機均以電為能源，不僅能耗大，如果孵化過程中途停電，將會對孵化產(chǎn)生嚴重后果，而地熱孵化機不僅可以節(jié)省電力，合理利用低品位能源，還可以減少電加熱器加熱時對胚蛋熱輻射的影響。地熱水溫度恒定，一般在50-80為多，有利于孵化機內(nèi)溫度控制，地熱孵化機的運用可以為有地熱資源的地區(qū)開辟一條孵化的新途徑。地熱直接利用要求的熱水溫度較低，中低溫地熱資源都可以加以利用，我國中低溫地熱資源分布廣泛，數(shù)量大，直接利用所能提供的能量和所起的作用不比地熱發(fā)電差。目前我國中低溫地熱水利用已有采暖、育種育苗、花卉栽培、水產(chǎn)養(yǎng)殖、蔬菜種植、洗浴、醫(yī)療、孵化育雛、皮革加工、物料干燥、洗染、繅絲、空調(diào)、地震觀測、發(fā)酵、礦泉水飲料等二十余項，為許多地區(qū)人民帶來了光明、溫暖、健康和繁榮，具有良好的發(fā)展前景。四、地熱開發(fā)利用存在的問題 （一）可持續(xù)發(fā)展問題 隨著地熱資源利用領域的拓寬和社會需求的增加會給人們的生活帶來越來越多的好處，但是人們對地熱資源的綜合利用價值和產(chǎn)業(yè)化開發(fā)利用的意義認識不足，將地熱混同于一般的礦產(chǎn)資源或水資源。一些地熱資源豐富的地區(qū)未能建立有自己特點的地熱產(chǎn)業(yè)，使寶貴的地熱資源開發(fā)停留在低層次、低效益的水平上，且資源浪費現(xiàn)象嚴重，相當一部分地區(qū)天然的溫泉沒有充分利用，被白白浪費；一些開發(fā)商對地熱資源的特點認識不清，造成地熱資源得不到合理開發(fā)和有效保護。地熱資源是在特定的地質(zhì)、構造、水文地質(zhì)條件和水文地球化學環(huán)境條件下形成的，由于埋藏深，補給途徑遠，再生能力弱，其資源量是有限的，并非取之不竭。要保持其資源的長期連續(xù)穩(wěn)定開采，做到有計劃合理開發(fā)利用，防止盲目無序隨意開采造成資源浪費和環(huán)境地質(zhì)問題的發(fā)生，否則就會造成資源的快速枯竭。為實現(xiàn)可持續(xù)開發(fā)利用的目的，在開發(fā)中，要采取行之有效的措施，建立資源利用中心的高教低耗體系，要積極推廣應用高新技術與設施，提高地熱開發(fā)的科技含量，發(fā)展節(jié)約型、效益型的開發(fā)利用模式，努力提高地熱利用率，減少資源浪費，使地熱創(chuàng)造更高的社會、環(huán)境、經(jīng)濟效益。 （二）環(huán)境保護問題 地熱資源的開發(fā)利用可能產(chǎn)生的環(huán)境問題是多方面的，主要有水污染、熱污染、空氣污染、土壤污染、地面沉降等。地熱開發(fā)利用過程中，必然向大氣和水體排放大量的熱量，造成周圍的空氣或水體溫度上升，影響了周圍環(huán)境和生物的存活生長，破壞了水體的生態(tài)平衡；地熱資源的開發(fā)利用過程中，熱流體中所含的各種有害氣體和懸浮物將排入大氣中，造成空氣污染；含鹽量較高的地熱水排入農(nóng)田將侵蝕土地、破壞植被，會造成嚴重的土壤板結和鹽堿化，同時地熱水中，不同程度的含有氧、鈾及釷等放射性元素，對人體健康有不同程度的危害；長期地熱流體開采而不回灌，將導致地面的沉降和水平位移。所以，地熱開發(fā)利用過程中引起的環(huán)境問題是不容忽視的，對于這些問題我們只要正確認識，給予必要的重視，且積極、認真的研究，采取各種有效的技術措施，嚴格監(jiān)測和防治，是可以解決和控制的。 五、結束語 地熱資源與太陽能、風能及潮汐能合稱為“四