地熱能開發利用現狀與前景分析

趙小濤 付海英

摘要：本文概述了地熱能的概念及其價值，從地熱能發電、地熱水療、地熱開采技術等五個角度分析了我國地熱開發利用的現狀，并闡述了地熱開發利用中的問題，最后結合經濟發展與大氣污染問題分析了地熱能開發的前景，并給出了一些建議。旨在為我國地熱能開發事業提供一些可參考的意見。

關鍵詞：地熱能;開發利用;技術

中圖分類號：X382 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）05-0-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.05.139

Abstract：This paper summarizes the concept and value of geothermal energy. From the perspectives of geothermal power generation， geothermal treatment and geothermal mining technology， this paper analyzes the status quo of geothermal development and utilization in China， and expounds the problems in geothermal development and utilization， and finally combines the economy. Development and air pollution issues have analyzed the prospects for geothermal energy development and given some suggestions. It is intended to provide some opinions for the development of geothermal energy in China.

Keywords：Geothermal energy;Development;Technology

1 地熱能概述

地熱能源自地殼運動、擠壓，常以地震、火山噴發的形式為人所熟知。地熱能量巨大，地核溫度可達7000℃，地下水地熱能帶到地表為人們所利用。人類利用地熱能已久，利用地熱能烘干谷物，利用溫泉洗浴，建造地熱能溫室等等。地熱能發電源于20世紀，意大利的康蒂王子利用地熱蒸汽帶動發電機發電，至今為止，地熱已經成為世界各國競相發展利用的可再生清潔能源。我國地熱資源豐富，主要分布于靠近印度洋的西藏云南，南海海濱的廣東，黃海沿岸的福建、江蘇，以及環渤海的天津、東北一帶，總儲量。現代化地熱開采起源于20世紀70年代，歷經幾代發展，我國已經具備了較為成熟的地熱開采技術。地熱能源節能環保，其開發利用有助于減少碳排放，減少霧霾污染，開發地熱能源是解決當前環境問題的有力舉措。

2 我國地熱能開發利用現狀

地熱能開發主要用于地熱發電、地熱供暖、地熱水療、構筑地熱溫房等，我國地熱能技術較為成熟但缺乏后續發展。

2.1 地熱能發電

我國地熱能發電技術目前應用較少，只有4處，位于西藏自治區和廣東省，分別位于：那曲、羊八井、郎久和豐順，總裝機容量25.3兆瓦，羊八井地熱井是世界海拔最高的地熱發電站，廣東豐順的地熱田還開發了洗浴、供暖、農業養殖等用途，商業化程度很高。

地熱能發電技術分為地熱蒸汽發電、地熱水發電兩種，地熱蒸汽發電又分為一次蒸汽法和二次蒸汽法，前者直接利用地熱蒸汽帶動發電機組，后者經過換熱機組減壓、擴容、凈化利用二次蒸汽發電;地熱水發電常采用減壓擴容法和低沸點物質法，分別利用抽真空獲取水蒸氣和利用低沸點物質蒸汽做功來發電，減壓擴容法更為安全，但單機容量小，后者對安全技術要求高，低沸點物質不能泄露。

2.2 地熱水療

地熱水療以溫泉會所、溫泉旅游的形式被商業化利用，溫泉旅游帶來的商業價值高，在我國廣東、四川、東北地區廣泛存在，在物質資源豐富，人們越來越關注健康養生的今天，地熱水療會有很好的發展前景。此外，地熱水療有較好的醫療價值，能夠減治療血壓、關節炎，經常接觸地熱水能夠減少患皮膚病的概率。

2.3 地熱供暖

供暖是人們日常生活中極為重要的一部分，傳統的供暖常采用燃煤，對環境造成了一定的影響。粗放型的供暖模式增大了我國的碳排放，影響國際聲譽。地熱供暖安全、環保、有效，在東北、華北地區已有20年的使用歷史，但技術發展參差不一，和發達國家的技術水平依然存在一定差距，且普及率較低。在環境壓力巨大的今天值得大力發展、推廣。

2.4 地熱開采技術

地熱開采技術是地熱利用的基礎，目前，我國地熱勘探技術完備，已經具備了廣泛利用地熱能源的能力。有先進的儀器輔助設計、施工，在監測領域實現了設備的國產化，如斷裂構造遙感儀及頻率域法探測已廣泛應用于包括承德、淮安等地熱田的勘探中。此外，淺層地熱開采正在如火如荼的進行中，地能熱泵成功走進各大城市，服務于供暖及農業建設。

3 地熱開發利用中存在的問題

地熱開發利用中存在著各種問題制約著進一步普及、發展，如地熱分布問題、環境問題以及技術革新問題。

3.1 地熱分布問題

淺層地熱用于供暖、建農業溫室等，廣泛存在于各地，但用于發電的深層地熱資源分部不均勻，主要分布于西藏、四川、云南、東北、環渤海等地。其中西藏地廣人稀，地熱能充分開采的價值小;云南氣候炎熱，水電資源豐富，地熱發電價值低于水電發電，地熱供暖無開采價值;四川多山地，地殼活動過于劇烈，不利于地熱開發。這些問題制約著地熱的開發利用。需要在政策、技術上做出改變，如降低地熱發電成本、提高復雜地質的地熱開采技術水平、增加地熱開采補助以協助能源轉型等。

3.2 環境破壞問題

地熱開采伴隨著一系列環境問題，如地質沉陷、地下水污染、熱污染。長期抽取地下水資源會導致地面應力不均勻，導致地面沉降、塌方。地下水經過生活循環攜帶著有毒有害物質、細菌等流入地下，污染地下水。這些問題不明顯，但隨著時間流逝問題堆積會影響飲水安全，影響居民住房建設及住房安全等。此外，地熱開采過程伴隨著地下有毒有害氣體的排放，如含硫氣體、甲烷、一氧化碳、汞蒸氣等，如果處理不當會對人體造成傷害，引發安全事故等。

3.3 缺乏后續技術發展

地熱開發利用中仍然存在著一些技術問題需要不斷完善，如復雜地質的地熱開采問題、地熱發電成本降低、地熱污染解決等。在過去環境問題不明顯，地熱開發利用少，這些問題由于缺乏關注與資金支持問題長時間得不到解決，影響了地熱開發利用技術的進一步發展。雖然近些年我國的地熱開發利用取得了進步，但還有很長一段路要走。

4 地熱能開發利用前景分析

地熱能開發的驅動力有兩個：①基于旅游業、農業的商業利益驅動。②基于大氣污染、節能減排的壓力所迫。溫泉旅游、農業種植、市政供暖是熱能利用的傳統項目，也是近些年大力發展的項目。隨著生活水平的提高，人們不再滿足于地熱能“熱”的基本屬性，而追求更深層次的價值，如：對于健康、養生的追求;對于溫泉所攜帶的自然魅力的追求;對于特定溫度下農產品所具備的精華需求。因此，地熱能的開發應該積極融入文化、生物、地理知識，深入挖掘溫泉所攜帶的自然魅力，人們對溫泉及周邊景物的情感寄托，以及地熱能能夠賦予產品特定的生物屬性。比如，在溫泉旅游地區開設地質博物館，展覽、售賣溫泉沖刷的美麗石頭，推廣地熱溫室中特定溫度、濕度下飽含動植物精華的農產品等等。這些與市場需求所匹配，順應時代發展潮流，技術上有充分的支持。

5 結語

地熱發電、地熱制冷技術是解決當前霧霾問題的有效途徑之一，尤其是冬天氣候寒冷，水利發電效果差，霧霾嚴重。但在地熱發電、地熱制冷技術上取得突破，首先要加大地熱資源的勘探力度，充分挖掘地熱資源貧乏地區所蘊藏的地熱資源，盡可能的均衡我國地熱資源分部情況。然后向社會展示地熱資源中蘊藏的巨大財富，吸引資本注入，同時為地熱技術發展培養更多人才，推動技術創新、突破。

參考文獻

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收稿日期：2019-01-14

作者簡介：趙小濤（1988-），男，漢族，本科學歷，助理工程師，研究方向為地質礦產。