地?zé)豳Y源的特點(diǎn)與可持續(xù)開發(fā)利用

孫 佳

（中國石化集團(tuán)新星石油有限責(zé)任公司 北京 100083）

近年來，雖然石油、天然氣等化石能源在世界能源格局中仍占據(jù)主導(dǎo)地位，但隨著現(xiàn)代社會(huì)的不斷發(fā)展、人口的迅速膨脹，能源緊缺問題在全世界范圍內(nèi)日益凸顯出來。地?zé)豳Y源作為一種儲(chǔ)量大、可再生的清潔能源，若得到科學(xué)有效的開發(fā)和利用，將有效緩解社會(huì)能源緊缺，更好的服務(wù)于國計(jì)民生。

1 地?zé)豳Y源概述

1.1 地?zé)豳Y源的概念

地?zé)豳Y源是指在當(dāng)前技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，地殼內(nèi)可供開發(fā)利用的地?zé)崮堋⒌責(zé)崃黧w及其有用組分，是一種清潔可再生能源。地?zé)崮艿膬?chǔ)量相當(dāng)大，據(jù)測算地球內(nèi)部總熱量約為全球煤炭儲(chǔ)量的1.7億倍，其中可利用量相當(dāng)于4948萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，有著巨大的開發(fā)潛力。

1.2 地?zé)豳Y源的分類

1.2.1 按溫度分

根據(jù)溫度的不同，可將地?zé)豳Y源分為三類：150℃以上的高溫地?zé)帷?0-150℃的中溫地?zé)岷?5-90℃的低溫地?zé)帷８邷氐責(zé)嶂饕糜诎l(fā)電；中溫和低溫地?zé)豳Y源以直接利用為主，多用于采暖、工業(yè)、醫(yī)療、旅游等方面。

1.2.2 按埋藏深度分

根據(jù)埋藏深度的不同，地?zé)豳Y源可以分為淺層地?zé)崮堋⒊Ｒ?guī)地?zé)崮芗霸鰪?qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)三類。

淺層地?zé)崮堋\層地?zé)崮芤话闶侵傅乇硪韵?00 m深度范圍內(nèi)在當(dāng)前技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下具備開發(fā)利用價(jià)值的蘊(yùn)藏在地殼淺部巖土體和地下水中的低溫地?zé)豳Y源。由于淺層地?zé)崮軠囟容^低，所蘊(yùn)含的熱量一般很難被直接利用，可利用地源熱泵進(jìn)行供暖和制冷。

常規(guī)地?zé)崮堋３Ｒ?guī)地?zé)崮芑旧弦运疅嵝偷責(zé)豳Y源為主，一般蘊(yùn)藏在距地表2 00-3000米的深度中，被廣泛應(yīng)用于日常生產(chǎn)、生活等方面，為人們的生活提供了極大的便利。

增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)。增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)（EGS）是在干熱巖技術(shù)基礎(chǔ)上提出來的，是采用人工形成地?zé)醿?chǔ)層的方法，從低滲透性巖體中經(jīng)濟(jì)地采出深層熱能的人工地?zé)嵯到y(tǒng)。干熱巖普遍埋藏于距地表3 千米至6千米深處、溫度在150℃至650℃之間。

經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，我國淺層地?zé)崮荛_發(fā)已初具規(guī)模，常規(guī)地?zé)崮荛_發(fā)漸入佳境，增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)（干熱巖技術(shù)）由于缺乏資金和技術(shù)的支撐，目前在國內(nèi)發(fā)展還比較緩慢。

2 地?zé)豳Y源的特點(diǎn)

地?zé)豳Y源與一般的化石類資源存在著明顯的優(yōu)勢，更加符合綠色低碳環(huán)保的理念，是應(yīng)被提倡使用的清潔可再生能源。

2.1 無污染。開發(fā)利用地?zé)豳Y源的過程本身基本上不會(huì)產(chǎn)生污染；地?zé)豳Y源可替代大量的煤炭和天然氣等石化能源，有利于改善現(xiàn)有的能源結(jié)構(gòu)，最大限度減少廢氣、粉塵、污染等。

2.2 持續(xù)性。化石燃料由于再生周期長，基本上被定性為不可再生資源，因此一旦消耗殆盡，人類社會(huì)的持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)將面臨嚴(yán)峻考驗(yàn)。而地?zé)豳Y源一般以地?zé)崴疄檩d體，在不斷的運(yùn)移流轉(zhuǎn)過程中可以很好的進(jìn)行資源的補(bǔ)充，保障資源的持續(xù)利用。

2.3 穩(wěn)定性。地?zé)豳Y源的熱量來源于地球內(nèi)部，在運(yùn)移與使用的過程中自成體系，與外部環(huán)境之間的聯(lián)系較少，不易受氣候條件等因素的影響，具有良好的穩(wěn)定性，對相關(guān)行業(yè)的穩(wěn)定運(yùn)行起著一定的保障作用。

3 地?zé)豳Y源的可持續(xù)開發(fā)利用

我國從20世紀(jì)70年代開始進(jìn)行地?zé)豳Y源的研究、開發(fā)和利用，在其后很長一段時(shí)間內(nèi)，對地?zé)豳Y源的管理都是無序的，粗放型的，造成了一定程度上的浪費(fèi)和破壞。為保護(hù)這一寶貴的清潔可再生能源，對其進(jìn)行科學(xué)有效的開發(fā)利用，可以從以下幾方面入手，“在開發(fā)利用中保護(hù)，在保護(hù)中開發(fā)利用”，達(dá)到可持續(xù)開發(fā)利用的目的。

3.1 規(guī)劃先行

在地?zé)豳Y源的開發(fā)利用中應(yīng)做到從整個(gè)地區(qū)的發(fā)展規(guī)劃和布局出發(fā)，進(jìn)行地?zé)豳Y源評價(jià)，研究地?zé)豳x存規(guī)律和不同特征地?zé)豳Y源的利用方向，從而制定開采規(guī)劃及布井方案，以實(shí)現(xiàn)對地?zé)豳Y源的統(tǒng)一規(guī)劃、合理布局、綜合利用。

3.2 梯級(jí)利用

梯級(jí)利用是指根據(jù)不同用戶的不同需要，采取相對應(yīng)技術(shù)、相對應(yīng)設(shè)備，分級(jí)分層次利用地?zé)豳Y源，使地?zé)豳Y源利用最大化、效益最大化、作用最大化。例如，150℃高溫地?zé)崴山?jīng)渦輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電；發(fā)電后90℃的尾水經(jīng)過換熱設(shè)備，交換出的熱量可滿足暖氣片供暖利用；地?zé)崴疁囟认陆抵?0-50℃后，供地板輻射供暖；地板輻射供暖尾水（30℃）經(jīng)熱泵利用，可再次進(jìn)行供暖。

3.3 回灌

地?zé)豳Y源是在漫長的地質(zhì)歷史時(shí)期內(nèi)形成的，如果長期以單井形式開發(fā)，會(huì)引起熱儲(chǔ)層水位下降，若尾水溫度過高還有可能造成環(huán)境熱污染。回灌是將取熱后的地?zé)崴刈⒂诘叵碌募夹g(shù)措施，它對于保護(hù)地?zé)豳Y源、減少資源浪費(fèi)、延長生產(chǎn)井壽命以及減少環(huán)境污染等方面均具有重要意義。

3.4 提高地?zé)峋删に嚰夹g(shù)

針對不同深度、地層、巖性，形成適合不同熱儲(chǔ)類型的地?zé)峋删に嚰夹g(shù)體系，從而達(dá)到增產(chǎn)的目的，同時(shí)最大程度上保護(hù)熱儲(chǔ)。

3.5 加強(qiáng)地?zé)崴丶皳Q熱技術(shù)

通過開展保溫材料、保溫材料與管體無縫結(jié)合等方面的研究，提高地?zé)崴斔瓦^程中的保溫技術(shù)，從而降低輸送中熱損耗；針對不同地區(qū)的地?zé)崴|(zhì)采用不同的換熱器設(shè)計(jì)及材質(zhì)選擇，有效提高換熱效率。

4 結(jié)語

地?zé)豳Y源是一種可再生的清潔能源，應(yīng)遵循科學(xué)開發(fā)，環(huán)境友好，資源節(jié)約，技術(shù)先進(jìn)的宗旨對其進(jìn)行合理有效的開發(fā)利用，以促進(jìn)地?zé)岙a(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，有效推動(dòng)我國綠色發(fā)展戰(zhàn)略的穩(wěn)步向前。

[1]韓文艷.代春艷.鄭金棟.我國地?zé)豳Y源的可持續(xù)開發(fā)利用[J].地球，2013（6）：45-49.

[2]黃建良.吳波.程龍.淺談地?zé)豳Y源的利用[J].中國電子商務(wù),2009（8）：78-82.