新能源 藍天夢——聚焦中深層地熱資源高效開發與利用

□《中國國土資源報》記者 滕 艷

近日，在中國地質大學（北京）和中國地質科學院水文地質環境地質研究所共同主辦的第二屆中深層地熱資源高效開發與利用研討會上，近百名專家學者發出呼吁：要立足現有基礎，大力開發油區地熱資源，加快油區地熱資源評價和直接利用步伐；完善配套技術，建設油區中低溫地熱發電、油—熱—電聯產示范項目；開展我國深部干熱巖資源調查評價，積極探索干熱巖發電技術，為我國開展地下高溫巖體鉆探及開發利用提供科學依據。

節能減排和應對氣候變化使得地熱開發備受關注

資源、能源、災害和環境是當今人類面臨的幾大問題，節能減排和應對氣候變化使得國內外石油企業均高度關注綠色開發利用能源，發展可再生能源已成為國內外各大能源公司的重要戰略，地熱成為其中的重點發展項目之一。

國際地熱協會主席、美國工程院院士、斯坦福大學羅蘭·霍恩教授表示，2005年開始的高油價以及減少溫室氣體排放的全球性需求使全球各國高度關注可再生能源。全球地熱資源潛力巨大，具備的穩定性優勢也使其成為備受青睞的因素之一，還具備二氧化碳減排優勢。因此，地熱能的開發在全世界范圍內發展迅速，既有像新西蘭、印尼和美國這樣長期熱衷于開發地熱能的國家，也有像澳大利亞和德國這樣過去對地熱能不太感興趣的國家。

水環所馬峰介紹，干熱巖被認為是未來的清潔可再生地熱資源，干熱巖的熱能通過人工注水方式加以利用，整個過程處于封閉循環系統，不會發生熱泉等常規地熱資源利用時出現的排放硫化物等有毒氣體或出現阻塞管道現象；也不像水電那樣，因修建水壩而破壞生態系統或受河流流域降水量多寡的影響；還不像火電那樣，向大氣排放大量的二氧化碳等溫室氣體及粉塵等氣溶膠顆粒物。

我國地熱資源豐富，為地熱開發利用奠定了物質基礎

據中國工程院院士馬永生介紹，在我國，淺層地熱能資源量每年相當于95億噸標準煤，常規地熱能資源量相當于8530億噸標準煤，增強型地熱能資源量相當于860萬億噸標準煤。

中科院廣州能源研究所吳能友表示，深層地熱是最主要的地熱資源存在形式，開發深層地熱才能真正打開地球龐大的熱庫。

據介紹，我國高溫地熱資源處于印度板塊、太平洋板塊和菲律賓板塊的夾持地帶，屬全球構造活動最強烈的地區之一，主要分布在藏、滇地熱帶，臺灣地熱帶的大屯火山群及中央山脈地區，海南瓊北、吉林長白山天池以及黑龍江五大連池。我國中低溫地熱資源分布于東南沿海和膠遼半島地熱帶以及華北、江漢、四川盆地等。松遼、渤海灣、蘇北盆地是我國的高溫熱盆，也是我國主要的含油氣盆地，具有豐富的伴生和非伴生（常規）中低溫地熱資源，地熱資源潛力巨大，按2%的可開采儲量計算，相當于中國2010年能源消費總量的100倍。

值得一提的是，在念青唐古拉山下部，溫度在500℃以上的熔融巖體水平長度約180千米，垂直高度為20千米，蘊藏著中國亟待開發的最優質接替能源。特別是當雄—羊八井盆地一線，長約150千米以上、深部7千米～18千米范圍內所蘊藏的地熱資源總量為5.4億萬千瓦年，是高溫巖體地熱開發的極好選址場所。

我國地熱能開發機遇與挑戰并存，地熱采暖開發初具規模，油氣區地熱已初步利用，地熱發電尚處于起步階段

與會專家表示，我國地熱能開發機遇與挑戰并存：

一是已探明的大型高溫地熱田少。研究顯示，滇藏地熱帶有61個高溫地熱系統，熱能累計達到120EJ，地熱發電總潛力為5817MW。但是，已經開發的大型高溫地熱田少，已經查清的中低溫大型優質熱儲不夠。

二是油區地熱利用仍處于初級階段，尚未形成規模。我國油區地熱資源有待進一步落實。目前，一些油田已經開展了伴熱輸油、建筑物供暖及發電試驗，但規模化開發利用不夠。特別是地熱發電剛剛起步，僅羊八井地熱電站一枝獨秀。

三是干熱巖的熱能潛力已經初步查明，已有戰略框架，但是，下一步勘探方向不清，亟待優選靶區。

四是油田生產過程中地熱直接利用配套技術體系尚未形成，中低溫、干熱巖地熱發電配套技術尚需攻關，國家扶持政策尚需進一步落實。

“由于石油企業在鉆井、流體礦產勘探、開發、集輸方面具有的優勢，可快速移植至地熱資源勘探開發，因此成為全球地熱資源開發利用重要力量。”馬永生說，“當前我國石油企業地熱資源開發利用以直接利用為主，地熱采暖開發初具規模，油氣區地熱已初步利用，地熱發電尚處于起步階段。”

據中國科學院地質和地球物理研究所龐忠和介紹，中國地熱直接利用世界第一，截至2010年，地熱直接利用的總功率為8898MWt，年產能20932GWh/a。目前，在大慶、勝利、遼河等主要油區中，地熱主要的利用方式為原油伴輸加熱、油管熱洗、稠油熱采、油田建筑采暖和制冷。如，河南油田二門聯合站污水余熱利用項目，年可替代天然氣487萬立方米。華北油田利用油井高溫采出液每天熱煮油管500根，年節約燃油300噸。

常規地熱田主要有蒸汽田和熱水田兩種。油田伴生地熱基本上屬于熱水田一類，儲層溫度比較低。隨著中低溫發電技術的快速發展，可供發電的地熱資源溫度越來越低。美、法、德、日、意、英等國家已經掌握了中低溫地熱發電關鍵技術，進入實際開發利用階段。如，美國阿拉斯加Chena電站的地熱資源溫度約在70℃，目前已經成功穩定運行6年多，經濟效益良好。2011年，華北油田的留北油田建成了中國第一臺400kw油田中低溫伴生地熱發電站，不過仍然有許多關鍵技術亟待解決。

瞄準未來，專家提出開發建議

為促進我國地熱能開發利用，2013年2月，國家能源局、財政部、國土資源部和住建部等四部門發布《促進地熱能開發利用的指導意見》，給地熱能這一新能源的開發利用打開政策空間。

與會專家提出，要立足現有基礎，大力開發油區地熱資源，加快油區地熱資源評價，進一步摸清資源家底，以油田企業自身需要為主導，加快油區地熱資源評價和直接利用步伐。

近年來，地熱增強系統（EGS）在世界范圍內受到一定程度的重視，其優勢是可能找到溫度較高的地層，建立大功率地熱發電站。羅蘭·霍恩教授表示，目前，部分國家已經建立一些EGS項目，選擇在非火山活動區采用地熱增強系統技術開發干熱巖地熱能。如美國有6個在建EGS項目，試圖在不同的技術層面進行探索和研究，包括發現新的地熱田以及提高現有地熱田開發程度，研發可靠的EGS開發方案和技術等，確保有可持續、足夠高的產能（溫度與流量），并能保證不會誘發地震災害。

與會專家建議，積極完善配套技術，加快中高溫地熱發電的規模化應用，建設油區中低溫地熱發電、油—熱—電聯產示范項目。油田伴生和非伴生地熱資源量的評價方法有待完善、統一和標準化，評價區域有待增加，尤其是大于3000米深度的地熱資源量有待進一步調查和研究等。開展我國深部干熱巖資源調查評價，開展高溫鉆完井等配套技術攻關，積極探索干熱巖發電技術，形成我國干熱巖資源勘查開發技術規程及發展戰略，為我國開展地下高溫巖體鉆探及開發利用示范提供科學依據。

在近40年里，我國地熱發電的發展極為緩慢。現階段地熱發電技術主要包括地熱干蒸汽發電系統、地熱閃蒸發電系統、雙循環發電系統。地大（北京）李克文教授建議選擇無機械功轉換的熱能直接發電裝置來利用地熱資源，該技術具有與光伏發電類似的優點，最低可利用的資源溫度可至40℃，是解決地熱發電發展緩慢的途徑之一，具有指數式增長的潛力。

目前中低溫地熱發電的主要問題之一是成本高，鉆井成本約占60%以上。李克文表示，利用油田伴生中低溫地熱發電可以很好地解決這一問題。中國石油共鉆井20多萬口，只需對其中的部分探井稍加改造，即可用于地熱開發。國際上，尤其是中國，相當一部分中低溫熱儲由于滲透率低等原因，難以進行回注或回灌效率過低，利用油田伴生地熱發電則基本上沒有回注困難的問題。

吳能友表示，我國進行地熱系統勘查選址應考察地溫、熱源、巖體性質、裂隙發育、地應力、沉積蓋層以及是否接近負荷中心等方面，其中地溫及熱源尤為重要。選址地區應分為優先開發利用區——藏南和滇西，是我國大陸高溫地熱資源最為豐富的地區，足以建立高溫地熱電站，羊八井和騰沖熱海尤為突出；勘探開發區——海南、福建等東南沿海及各油田沉積盆地，盡管多為中低溫地熱資源，但已建地熱電站或經過幾十年的石油勘探開發，可在已有大量鉆孔基礎上進行EGS資源調查和工程技術現場試驗，此類區域應擇優開發；綜合調查區——長白山天池和黑龍江五大連池，這些地區具備開發潛力，但目前均缺乏鉆孔資料，開發條件不成熟，應繼續進行綜合調查研究。

圍繞大型地熱田的預測與規模化開發，專家們提議加強地熱基礎研究，重點針對殼內熔融體熱源、新生代火山熱源、大陸裂谷深部熱源、高放射性熱源以及地殼淺部地熱聚集機制進行靶區選擇；開展熱、儲、通、蓋等關鍵要素匹配組合形成大型地熱田的機理，以及可持續開發利用模式研究。

（原載4月6日《中國國土資源報》）