山西省地热资源开发利用

1 山西地热资源现状

1.1 分布规律及特征

山西地热资源分布广，主要分布于中部汾渭裂谷大同、忻定、太原（晋中）、临汾—运城断陷盆地，中条山南麓芮城平陆盆地，吕梁山西麓鄂尔多斯盆地东缘以及太岳山与太行山之间的沁水复向斜盆地区。此外，在太行山及吕梁山隆起山地区也有零星分布，分布面积占山西省国土总面积的31.6%。然而，山西地热资源分布并不均匀，总体具有南部地热水点多、北部地热水点少，平原盆地地区地热水多、山区地热水少，温水和温热水露头多、热水露头少，人工揭露点多、天然露头少等特征。

从地热资源类型来看，山西省浅层地热能资源丰富，主要分布在太原、忻州、晋中、大同、运城、朔州、长治和临汾等断陷沉积盆地区，开采成本低，开发潜力大，也是目前开发利用程度较高区域。

中深层地热资源分为沉积盆地型、隆起山地型两大类。沉积盆地型地热资源主要分布于汾渭地堑中的五大新生代断陷盆地内，其面积约占全省的96.4%。热储类型可分为孔隙型层状热储层（松散岩类）、裂隙型层状热储层（碎屑岩类）、岩溶型层状热储层（碳酸盐岩类）以及裂隙型层状热储层（变质岩类）4种。隆起山地型地热资源主要分布于恒山燕山断块和太行山穹状隆起、鄂尔多斯盆地东坡和沁水煤盆地区，主要热储类型分为岩溶型层状热储层（碳酸盐岩类）、裂隙型带状层状复合热储层（变质岩类）2种。孔隙型层状热储层（松散岩类）主要分布于大同盆地、太原盆地、临汾和运城盆地，分布面积较大，地热资源可开采量约占全省总开采量的28%；裂隙型层状热储（碎屑岩类）仅分布于太原、临汾盆地，分布范围小，资源可开采量占比不足6%；岩溶型层状热储主要分布于太原、临汾、运城三个盆地和鄂尔多斯盆地东缘及沁水煤盆地，分布面积大，地热可开采量占比大，约56%。裂隙型层状热储层（变质岩类）主要分布于大同、忻州盆地，裂隙型带状层状复合热储（变质岩类）分布于大同浑源汤头和阳泉盂县寺坪安地热异常区，两类变质岩类裂隙热储地热资源总可开采量约占全省总开采量的10%。

1.2 社会经济效益评估

从经济价值来说，山西省地热资源属于开采经济适宜型地热田。据最新资料统计：根据地热能量的换算，山西省地热资源总量2.10×1018 KJ，全省地热资源可开采量总计3.27×1017KJ，浅层地热能估算年均可开采资源总量约1.28亿t标准煤，占全国可采总量的18.28%。山西省中深层地热能资源回灌条件下可开采资源总热量相当于每年1.35亿t标准煤，占全国可采总量的7.25%。如此巨大的热量，对于山西是一项十分可观的能源补充，将对山西省经济社会发展发挥重要作用。

从环境效益上来说，省内所赋存的地热资源量可使山西省节煤2858.82万t/a，减少二氧化碳排放6821.15万t/a，减少二氧化硫排放48.60万t/a，并极大地减少氮氧化物、悬浮质粉尘、煤灰渣等其他有害物质的排放，对建设“资源节约型，环境友好型”山西具有重要的现实意义。

2 地热资源的开发利用

山西开发利用地热资源具有悠久的历史，早在战国时期，便有山西境内温泉分布的记载。山西古代对于温泉的利用多集中在地表出露温泉，主要用于沐浴疗疾、灌溉田地、景观赏析、造纸、养鱼等，汤头温泉就是山西现存地热利用最典型、历史最悠久的地方。

20世纪80年代，山西对地热资源的开发利用以矿泉水开发、大棚灌溉、热带鱼养殖等为主。到20世纪90年代，旅游业逐渐成为全国重要的新型支柱产业，温泉旅游也成为地热水开发的主要趋势，山西借助丰富的地热资源大力发展温泉休闲度假旅游，地热资源开发也得到了较快发展。进入21世纪以来，随着山西省地热资源利用范围和领域的不断扩大，已经由简单的生活服务逐步扩大到旅游疗养、工农业生产以及科学实验等方面，利用方式主要为温泉洗浴、供暖、农田灌溉、旅游度假、医疗保健、水产养殖，少数用于矿泉水开发和地震监测等。

山西省地热资源储量丰富，可采资源量大，据山西省第三地质工程勘察院有限公司2021年地热资源调查数据，全省开发利用地热井实际开采量6.63×107m 3/a，折合标准煤3.41×105 t/a，全省505眼地热井中已开发利用地热井占300眼，利用率达59.4%，开发利用最多的地热井主要集中分布在临汾断陷盆地、太原（晋中）断陷盆地、运城断陷盆地区等断陷盆地内，且开发利用早，研究程度高，五大断陷沉积盆地区开发利用率远高于隆起山地型区域。但山西省地热资源开发利用方式目前主要停留在科学开发利用的初级阶段，开发利用水平偏低，整体利用形式相对单一。

3 存在的主要问题

山西地热资源丰富，开发利用潜力巨大，但地热资源勘查开发起步晚、任务重，在地热资源开发利用方式、地热资源量的开发和地热资源保护上仍有极大的提升和改进空间，存在的问题也亟待解决。

1）勘查程度低，开发利用率低

勘查评价是地热资源开发利用的前提，山西省地热地质勘查研究起步较晚，前期地热资源勘查项目少，基础地质勘查资料少，综合全面的地质调查少，勘查程度普遍较低，且受限于市场主体不同的勘查目的，勘查工作存在重复、交叉、共享性差等问题，无序勘查、盲目开发现象长期存在，导致省内地热资源家底不清，资源储量计算精度偏低，地热地质勘查工作整体落后于地热资源的开发利用进程，地热资源综合开发利用水平低、效益低，价值成本转化差，造成地热资源的严重浪费。

2）科技创新薄弱，缺乏长效监测

一方面，山西对地热资源创新研究投入较少，基础研究薄弱，人才队伍缺乏，在勘查开发上没有统一的技术规范和标准，在引进、使用国内核心技术和关键机械制造上相对滞后。另一方面，目前山西省尚无统一的地热数据库平台，宏观上不能全面把握地热资源的动态特征，造成地热资源勘查、开发的盲目性。同时，部分开采地热田的个体也未建立有效的监测系统，开发利用工程缺乏必要的后期地质环境变化监测数据，因此对地热能开发利用状况难以掌握。

3）环境问题凸显，资源浪费严重

随着省内近几年地热资源利用范围和领域的不断扩大，诸多环境问题逐渐凸显。有些地区长期枯水期的无节制高强度开采，地下水得不到充分补充，出现地热流体温度降低，水质变差、区域地下水位下降等环境地质问题，加上全省地热资源开采大多未进行回灌，勘查井大多未进行多孔或群孔抽水试验，导致开采强度相对较高的地方出现地面沉降等地质灾害。有些地区利用后排放不规范，未经无害处理，也未进行梯级利用，直接排放，导致部分区域地表土壤、地表水体和浅层地下水含水层不同程度受污染，不仅造成生态环境污染，而且浪费了资源。另外，由于省内地热流体中硫酸根含量较高，所以大多地热田热流体为腐蚀性水，对供热管线腐蚀性较强，在开发利用上存在一定的安全隐患。

4 地热资源开发与保护的相关建议

1）政策先行，加强勘查

建议制定出台山西省地热资源管理条例，健全管理体制，加大勘查、评价和研究投入，提高勘查精度。各地勘单位有必要增强勘查综合实力，拓展勘查门类和范围，深挖资源潜在远景开发潜力，积极培养地热勘查人员，组建专业化队伍，加强地热资源整装勘查和调查研究工作，科学评价地热资源，摸清资源家底。

2）科学管理，统一规划

建议统一制定开发方案，对近五年、近十年、近二十年等不同时间阶段制定不同层次的开发规划方案，有规划、有步骤地组织开展各大地热异常区和地热田正规化整装勘查，结合当地社会经济发展规划，圈定地热资源保护区，对地热田制定开发利用规划、环境保护区划等不同规划。优化地热资源的梯级开发利用和管理，鼓励开展高起点、高水平、高效益、高附加值的开发项目。

3）科技创新，长效监测

加强科学技术创新和地热开发利用技术研发，积极推广梯级利用、地源热泵、地热尾水回灌、干热岩开发等新技术应用，鼓励开发利用浅层地热能，为地热资源科学开发利用提供技术保障；建设全省地热流体动态监测系统、资源数据库、自动化信息管理系统等地热资源管理信息系统，实现地热资源数据统一输入、梳理、汇总、管理等功能，对已有热矿水井的水温、水质、水位、流量形成长期性自动化监测，对监测数据实时分析，了解其动态变化及对环境的影响，为下一步合理开发利用和管理提供科学依据；建立地热开发利用项目基础资料，开发利用数据管理信息台账，为开发利用科学决策、依法监管提供基础支撑。

4）科学利用，加强环保

环境保护不是一方的责任，而是需要整个社会团体的共同努力。首先政府应立法先行，完善审批监督机制，加大处罚力度，严惩无证开发，私采乱排，过度开发，过度浪费等违法违规行为；其次开发商应科学部署地热开采孔，合理布局、限量开采，在开发中保护，在保护中开发，对于地热采暖项目必须采用回灌开发模式，铺设供热管线要考虑使用耐腐蚀性管材。

5 结语

地热资源绝非取之不尽、用之不竭，需要科学合理地开发利用，在保护中开发，在开发中保护。一方面，需要立法先行，科学规划，重点勘查、监测；另一方面，需要加大科技创新投入，加强合作，建立试点，清洁用能，节约利用，推动地热资源开发由粗放型向集约型转变，由低效向高效转变，从而产生更好的环境效益、社会效益和经济效益。