我国地热资源勘查开发利用及保护对策

  摘 要:本文在充分总结分析国内外地热资源勘查、开发利用现状的基础上,对我国地热资源勘查、开发和管理中存在的问题进行了研究,并结合工作实际,提出了做好勘查开发规划、加强地热地质勘查、提高地热开发利用水平、加强监督管理和促进矿业权市场建设等保护对策。

 

  关键词:地热/资源 勘查与利用 保护对策。

 

  地热是一种应用广泛、易于开发、费用低廉、无环境污染的新型能源矿产,可应用于供暖、洗浴、游泳、理疗、医疗、养殖、种植等多个领域。2006年开始实施的5可再生能源法6,将其确定为和风能、太阳能等并列的可再生能源之一。我国地热资源丰富,储量居世界第二位,在地热勘查与开发方面也取得显著的成绩,尤其是近10年来,随着人们生态环境保护观念和健康生活意识的不断提高,人们越来越认识到了地热开发的潜在价值,我国地热能源开发利用以每年10%的速度在增长。目前,全国已施工地热井近2500眼,深度从数百m到4000m,每年开发地热水总量估计在5亿m3左右,地热能的利用相当于500万t标准煤的发热量[3]。但是,由于勘查程度偏低、缺乏统一规划和管理不到位,也出现了一些的问题,影响了地热产业的可持续发展。

 

  1 我国地热资源概况。

 

  111 地热资源成矿条件优越。

 

  从构造上看,我国大陆属欧亚板块的一部分,它的东侧为岛弧型洋-陆汇聚边缘,西南侧为陆-陆碰撞造山带,是由许多不同时期的古板块(如华北、华南、塔里木、哈萨克斯坦、西伯利亚等)经碰撞、增生和拼接而成的。中国大陆构造演化经历了古生代陆洋分化对立阶段、石碳二叠纪软碰撞转化阶段和中新生代盆山对峙发展阶段,多旋回构造运动与多期盆地叠加塑造出不同的地热田。据不完全统计,全国现有地热田约275处,主要分布在华北盆地、关中盆地、汾渭盆地、昆明盆地、东南沿海等地区。

 

  112 地热资源储量丰富、分布广泛。

 

  我国地热资源主要分布于构造活动带和大型沉积盆地中,主要类型为沉积盆地型和隆起山地型。

 

  沉积盆地传导型中低温地热资源,主要分布于华北平原、汾渭盆地、松辽平原、淮河盆地、苏北盆地、江汉盆地、四川盆地、银川平原、河套平原、准噶尔盆地等地区,其主要热储层为厚度数百m至数千m第三系砂岩、砂砾岩,温度在40~80e左右;隆起山地对流型地热主要有分布于藏南-川西-滇西和台湾地区的高温地热资源,以及分布于东南沿海地区和胶东、辽东半岛的中低温地热资源。据初步估算,全国仅2000m以浅的主要沉积盆地储存的地热能量就达73161@1020J,相当标准煤2500亿t,地热水可开采资源量为每年68亿m3,所含热能量为963@1015J,折合每年3284万t标准煤的发热量。

 

  113 地热资源开发利用取得显著成绩。

 

  我国地热资源开发利用历史悠久。20世纪70年代初期,以北京、天津地区开展隐伏地热田资源的普查勘探为先导,相继在天津市近郊、北京城东南地区1000m左右深度内打出了温度在40~90e的地热水,随即在城市地区开始了地热供暖、医疗洗浴、水产养殖、工业洗涤等方面的应用,带动了全国地热资源的勘查工作。20世纪90年代以来,地热资源开发利用进入快速发展阶段,引进了一些先进地热科技理论和勘探技术,开展了对地区经济发展有影响的地热田勘查评价和区域地热资源评价,对我国地热资源的分布、形成与开发利用条件等有了一些规律性认识,地热开发最大深度超过4000m。到目前为止,全国现有温泉数为2500多处,已开发利用的约700余处,地热水开采量约315亿m3/a,主要用于发电、采暖、洗浴、医疗、旅游、养殖和种植等产业,其中,非电的地热直接利用装置总量已达2300MW,居世界首位。如山东省德州市初步完成了全市的地热资源勘查,制订了详细的地热资源开发利用规划,目前开发利用地热井已达50余眼,不仅节约能源,减少污染,美化环境,改善城市形象,还带动房地产、旅游业、理疗业和其它第三产业等绿色产业的发展,取得显著的经济、环境和社会效益。

 

  2 世界地热资源勘查开发利用情况。

 

  世界各国非常重视地热资源的勘查开发利用,美国、日本、冰岛、新西兰均完成全国范围内大比例尺的基础地质调查工作,对地热资源进行了评价,编制了地热资源系列图件,地热资源商业性勘查更是取得了显著成绩。2007年度,美国专门在地质调查预算中,增加了50万美元用于地热评价,以查明地热资源的发电能力。日本等国家还利用政府资金,在其他国家开展了地热勘查开发试点工作。

 

  据统计, 1975~1995年,全球范围内地热发电每年大约以9%速率增长,地热直接利用的增长率约为6%。1995~2000年,地热发电的发展速度开始减缓,但地热直接利用每年累进增长达916%。2000~2005年,地热直接利用每年累进增长更是达到了1219%。到2005年,全世界已有24个国家利用地热发电,地热发电总装机容量8900MW,所生产的电力达56800GWh。有72个国家直接利用地热,设备容量为27828MW。如冰岛全国87%供暖全部靠地热,仅此一项每年可节约资金113亿美元[6],加上环境保护、带动旅游等第三产业发展,效益就更加可观。

 

  近年来,由于地源热泵技术的采用,使热源的可利用温度低至12e,已成为地热开发利用的新增长点。目前,全世界热泵利用已占地热直接利用的33%。如美国在1997年底,已有30万台地热热泵在运转,每年可提供8000~11000GWh功率于供暖或空调。

 

  3 地热资源勘查开发利用中存在的问题。

 

  311 地热勘查研究程度较低,不能满足市场开发需求。

 

  我国地热资源勘查研究程度较低,尤其是服务于各级政府的地热资源规划的评价、论证和区域性地热田资源勘查评价等基础地热地质调查程度低,地热资源地质情况和资源量不清,导致后备资源不足,地热市场供需矛盾日益突出;地热勘查评价滞后于开发利用,导致重开发轻勘查、不合理开发、破坏浪费资源现象频发,影响了地热资源勘查开发规划的制定、资源的开发利用以及地热产业发展;勘查区域布局不均衡,全国大部分地区尚未开展地热资源勘查,特别是我国西部地区的中低温地热资源,基本未开展正规的地热勘查。

 

  312 地热资源开发利用水平低,存在浪费资源、破坏环境等问题。

 

  地热资源开发利用规模化、产业化水平不高,企业生产布局、产品结构和利用方式不合理,重开发轻管理现象普遍存在,影响了地热开发整体经济效益的提高。部分地热企业生产工艺流程落后,技术力量薄弱,经营粗放,竞争无序,盲目追求高额利润,不按规定开采地热资源,不采取综合利用措施,资源利用率低,浪费了有限的资源,如采取直供、直排供暖方式的地热井,其热能利用率仅为20%~30%,严重浪费了地热资源。部分地区地热井过于集中,超强度开采地热资源,造成地热水位持续下降,影响地热田稳定开采和长期利用,而且易引发地面沉降、地下水热污染和化学污染等许多2第6期尤孝才等:我国地热资源勘查开发利用及保护对策环境问题。如天津塘沽、大港因地热开采造成的地面沉降约为6~10mm/a。

 

  313 地热资源管理存在薄弱环节,监督管理力度不够。

 

  地热管理法规、政策和标准体系尚不完善,对地热资源的破坏浪费,缺乏强有力的法律约束。地热资源管理体制不顺、职责不清,如按5矿产资源法6和国际惯例,地热资源应由地矿行政主管部门统一管理,但是有些单位以部门规章或者三定方案取代法律,把地热资源混同于普通水资源进行管理,重复发证,追逐利益,造成地热资源管理的混乱,影响了地热资源的有序勘查开发。还有相当一部分地区的地热管理工作,偏重于发证和收费,而对地热资源的科学开采和合理利用监管不力。

 

  4 地热勘查开发保护对策建议。

 

  411 编制全国地热资源勘查开发利用规划。

 

  要在充分论证基础上,结合5全国地质工作规划6和5全国地质调查/十一五0规划6,编制5全国地热资源勘查开发利用规划6。要坚持勘查与开发统一规划,开发与保护并重,对地热田勘查开发层位、布井原则、布井总量、可采资源量、开采模数、开发利用方向和资源保护等方面进行规划,并将其纳入国家/十一五0能源规划,以指导我国地热资源的勘查开发利用工作。

 

  412 进一步提高地热勘查程度。

 

  加强地热资源基础地质调查工作,在做好东部地区地热田总体勘查评价的基础上,重点加强西部地热资源的调查评价工作。要与区域地质调查和环境地质调查相结合,做好综合调查评价,逐步提高地热地质调查水平,摸清家底,降低勘查风险,引导拉动商业性地热地质勘查工作。地热资源勘查工作,要在做好管理的基础上,充分引入市场机制,鼓励企业参与勘查开发,加强地热成矿地质条件、地热钻探、地热资源量计算、地热资源综合评价、地热综合管理和地热开发利用等方面的研究及管理,并做好地热地质资料的汇交管理工作。

 

  413 进一步提高地热资源开发利用水平。

 

  通过地热开发利用示范,加强地热水回灌、热泵应用、地热开发自动控制技术、地热集中供暖、地热梯级利用、利用油田井开发地热、利用地热发展高效农业等地热开发利用技术研究,提高地热能的利用率,提高地热资源开发的科学性、合理性。

 

  414 强化地热资源勘查开发利用的监督管理。

 

  利用5矿产资源法6修改的有利时机,针对地热资源特点,制订5地热资源管理办法6,进一步规范地热资源监督管理,健全地热资源管理体制。

 

  逐步建立地热调查、勘查、地热井设计审查、施工管理、钻探监理、开采监测、水量控制和回灌管理等一系列标准规范和监督管理工作制度。要编制我国地热资源系列图件,建立全国地热资源数据库系统。做好地热资源开发利用过程中地热地质动态监测工作,及时掌握地热田相关指标的变化情况,及时调整开发利用方案,保护好地热资源。加大执法监督检查力度,严格开采层位、开采资源量的管理。严厉查处各类违法勘查开采地热和破坏浪费地热资源的违法行为,提高资源利用水平。加大对5矿产资源法6及其配套法规的宣传力度,强化地热资源有偿使用、生态地质环境保护、依法办矿和有效保护合理利用地热资源的观念。

 

  415 规范完善探矿权和采矿权市场,推进资源有偿开采。

 

  严格执行地热探矿权和采矿权的招标、拍卖、挂牌出让和申请批准制度,充分发挥市场配制资源的作用,逐步建立起矿业权人保护和节约地热资源的自我约束机制。优化地热产业的产品结构和企业布局,提高企业的经济和环境效益。