地熱發電資源勘查方法

　　地熱勘查工作應遵循科學原則，基本工作流程包括：基礎地質資料調研、野地熱地質調查、地球化學調查、地球物理勘查、專項水文地質調查、地熱鉆井等。

　　地熱勘查技術發展

　　一般來說，對于某個地區地熱的探查都要綜合用到幾種方法以互相印證，才能確定地熱狀況，比如Tsokas和Hansen等人在對南大西洋的上升島的地熱勘察中，綜合使用了地質化學、航磁方法、電阻率方法、地震活動法等方法進行研究。

　　遙感技術的應用

　　隨著熱紅外遙感衛星技術的發展，熱紅外通道的增加、波段寬度的減小，圖像處理技術如多源信息融合技術的發展，遙感信息模型的建立，有可能通過反演建立地表溫度與遙感數據之間的定量關系。

　　高溫井鉆井安全控制技術

　　對于高溫井鉆井，國內外應用較成功的是采用泡沫鉆井液體系，防止循環流體過熱導致液體汽化。該技術每采用清水鉆進一段時間后，就打入一段泡沫，解決巖屑攜帶問題。如果溫度超過設定的警戒值，則立即關井，從環空與鉆具內同時入清水冷卻。

　　抗高溫固井水泥漿技術

　　在稠油開發中已應用成功的加砂水泥可以大幅度提高水泥石的抗溫能力，適應稠油熱采井采用過熱蒸汽進行吞吐開采的要求，但仍需采用以下技術：

　　采用加砂（硅粉）水泥、緊密堆集水泥漿技術可以提高水泥石抗溫能力；采用抗高溫緩凝劑控制高溫情況下水泥漿凝固時間。

　　井眼軌道監測與控制技術

　　對于鉆定向井與水平井來說，采用單點測斜是唯一可用的測斜方式。采用單次測量取代連續測量，可以解決井眼軌跡測量與控制問題；采用自浮式單點測斜方式，開泵將測斜儀器送到井底，并保持循環到測斜結束后停泵，可讓測斜儀上浮。

         我們平常所說的地熱，是指地核內高溫熔融體和放射性元素衰變產生的熱能，它透過地幔的高溫巖漿傳導至距地表更近的地殼，可以抽取和利用。人類利用地熱能的歷史源遠流長，早在古羅馬時期，人們就開始通過使用地熱水取暖等方式，有意識地利用地熱能；在近代，人們利用地熱能建造農作物溫室、加溫水塘和烘干谷物。糧農組織的報告提醒人們，即便在當今社會，傳統地熱技術仍能為世界農業發展貢獻力量。

　　

　　我們居住的這個星球擁有豐富的自然資源，地熱資源或許是除了水之外，地球送給人類的又一大禮。這座取之不盡、用之不竭的巨大能源寶庫，亟待人類開發并高效利用。

　　也就是說，只需要13年的地熱能儲備，就可以提供高于整個地球石油總儲量的能源供應。而且，只要保證人類對地熱能的取用量小于地球內部的補充量，就可以使地熱能在地球未來幾十億年的壽命里持續供給。相關研究顯示，地熱能的儲量比人類至今所利用的所有能源總量還要高出數倍。

　　相比開采石油、煤炭等傳統能源而言，地熱的開采難度仍然較大，這也正是其發展受限的主要原因。目前，對地熱能的開發仍局限于地殼淺層，即僅在大陸板塊邊緣的地殼破裂處、大量地熱能傳導到較淺的地方才能為人類利用。即便如此，人們也看到了地熱能未來的廣闊前景。例如位于地殼活動最頻繁的大西洋中脊上的冰島，依靠200多座火山帶來的得天獨厚的優勢，目前已通過地熱能解決了超過50%的初級能源供給（如加熱、發電等），僅其中的15.9%就可以解決冰島全國30%的發電需求。這使得冰島1970年至2000年間共節省了約82億美元，減少了37%的二氧化碳排放。

           地熱水的大量集中開采會因其埋藏深度大、補償緩慢、再生速度不快而使地熱水水位下降形成地面沉降和人為意義上的資源匱乏。為解決地熱資源的長久不衰、長期享用,最有效的途徑就是實現地熱尾水回注?；毓嗑褪菍⑹褂眠^的已降溫的熱水重新注入到砂巖含水層中。

地熱開采示意

回灌裝置簡圖

 “我國地熱發展正進入一個新的歷史發展時期。”這是記者參加日前在東營召開的2017第九屆中國國際地源熱泵行業高層論壇最大的感受。有行業人士對記者坦言，“此前國家能源規劃往往提‘要大力發展風電、光伏等可再生能源’，地熱就包括在這個‘等’里面，但今年出臺了首個地熱能國家發展規劃——《地熱能開發利用‘十三五’規劃》，地熱在能源發展中地位的提升由此可見。”

　　開啟地熱發展空間
 
　　作為一種可再生清潔能源，地熱資源儲量大、分布廣，具有清潔環保、用途廣泛、穩定性好、可循環利用等特點，與風能、太陽能等相比，不受季節、氣候、晝夜變化等外界因素干擾，是一種現實且具競爭力的新能源。
 
　　“全球地熱資源量約4900萬億噸標煤，中國約占全球資源量的1/6。 地熱利用效率高，地熱發電平均利用效率達73%，是太陽光伏發電的5.4倍，風力發電的3.6倍。”中科院院士、中國地源熱泵產業聯盟名譽理事長汪集暘表示。
 
　　盡管與風電、光伏等可再生能源的發展不可同日而語，但經過多年蓄力，我國地熱直接利用連續多年位于世界首位，“中國地熱直接利用是第二名美國的兩倍多。如果加上地熱發電折算成年產出熱能，2014年中國地熱總體利用為48570 GWh，仍遠大于美國的36328 GWh。”中國工程院院士、國家地熱中心指導委員會主任、中國地源熱泵產業聯盟名譽理事長曹耀峰用數據說了這番話。
 
　　在地源熱泵領域，中國不論是發展速度還是發展規模都已遠超美國。國際地源熱泵協會研究委員會主席劉小兵告訴記者，“美國地源熱泵經過30—40年發展，才占市場份額的1%。美國40%的能源供應是天然氣，當前頁巖氣也維持在20年前的低價，客觀上制約了其他能源形式包括地熱的發展。盡管2016年前，美國對地熱供暖有稅收減免等優惠政策，但經濟蕭條，并沒有對產業形成大的影響，現在特朗普執政，對新能源態度并不積極。美國地熱發展仍面臨能源價格低、缺乏政府支持等壓力。”
 
　　相較之下，中國地熱迎來發展的春天。
 
　　霧霾圍城催生清潔供暖，地熱發展由此推進。與此同時，在地熱能利用領域，包括海利豐、永高股份等不斷創新技術產品和商業模式，地熱能應用在中國遍地開花。
 
　　就政策層面來看，盡管在地熱供暖方面國家沒有專門統一的補貼政策，“但是各地都有一些相關的政策，比如北京，深層地熱供暖財政在熱源部分直接補貼50%，對地源熱泵補貼30%。其他地方的地熱供暖，有的每平米補貼50元，有的是80元。”中國地質調查局淺層地溫能研究推廣中心常務副主任、北京市地質礦產勘查開發局能源處處長李寧波告訴記者。
 
　　今年2月，國家發改委、國家能源局及國土資源部聯合發布《地熱能開發利用“十三五”規劃》，提出“十三五”期間，中國將新增地熱能供暖（制冷）面積11億平方米，其中新增淺層地熱能供暖（制冷）面積7億平方米，新增水熱型地熱供暖面積4億平方米，新增地熱發電裝機容量500MW。
 
　　“這是國家首個地熱產業規劃，是地熱產業發展的里程碑，必將對我國地熱產業快速、健康發展起到極大的推動作用。”曹耀峰表示。
 
　　“目前全國地熱能供暖面積已達4.78億平方米。隨著地熱‘十三五’規劃的出臺，到2020年按照其10倍發展速度，就要達到50億平方米，潛在市場規?？蛇_萬億元。”李寧波說。
 
　　在北京市地質工程勘察院地熱工程研究所所長楊亞軍看來，“這將掀起地熱供暖的熱潮，地熱供暖將達到前所未有的規模。”
 
　　地熱發電滯后
 
　　就地熱直接利用而言，中國是世界第一，但在地熱發電領域，中國則遠遠落后于世界水平。數據顯示，目前我國地熱發電總裝機容量約27.28MW，而美國裝機容量超過了3000MW，菲律賓接近2000MW。
 
　　“從1970年12月，廣東豐順第一個地熱發電站投產，中國成為世界第8個地熱發電國，此后，7個中低溫地熱電站及西藏羊八井高溫地熱電站陸續投運。而現在全球25個地熱發電國家中，中國地熱發電裝機排名第18位。”中國能源研究會地熱專委會專家委員會主任鄭克棪在接受記者采訪時表示。
 
　　據記者了解，地熱發電投資大、周期長、風險高，迄今國家還沒有明確的對地熱發電補貼的執行文件。電價補貼缺失很大程度上制約了我國地熱發電速度和規模，因為“單純利用地熱發電，企業肯定是賠錢的。”
 
　　對此，業內專家建議，按照可再生能源電價附加政策要求，借鑒風能、太陽能發展扶持方式，明確地熱發電商業化運行項目電價補貼標準，可有效解決地熱發電面臨的資金瓶頸問題。
 
　　“《可再生能源法》《關于促進地熱能開發利用的指導意見》明確了地熱發電這一可再生能源可享有電價補貼政策，我們希望能進一步出臺明確的實施辦法。”鄭克棪也建議。
 
　　在不少業內人士看來，地熱發展“十三五”規劃提出的“到2020年地熱發電裝機達到500MW，在目前補貼缺位的情況下，或很難達成。”
 
　　打造雄安地熱示范城
 
　　在此次會議上，積極發展地熱支持雄安新區生態城市建設亦成為熱點話題。
 
　　早在2014年，華北地區首個地熱供暖代替燃煤的無煙城雄縣誕生，目前雄縣地熱供暖能力達到450萬平方米，覆蓋率超95%。今年4月“千年大計”雄安新區設立，其定位為綠色生態宜居新城區，地熱能成為雄安新區設立以來首個確認的具體投資領域。
 
　　公開資料顯示，截至目前，雄安新區分布有三個大中型地熱田，地下熱水資源分布廣、埋藏淺、溫度高、儲量大、水質優、易回灌。雄安新區地下熱水資源年均開采量折合標準煤逾200萬噸，可滿足近千萬平方米的建筑群供暖需求。
 
　　據了解，中石化新星公司已在河北雄縣召開現場會，研究為雄安新區提供“地熱+”配套具體措施，計劃2017年在雄安新區新增清潔能源供暖面積1000萬平方米，打造地熱資源利用的“全球樣板”。
 
　　據中國地質科學院水文地質環境地質研究所地熱研究室主任王貴玲介紹，雄安新區全區普遍適于淺層地溫能開發利用，核心區均為地下水源熱泵和地埋管熱泵適宜性好區和適宜性中區。核心區淺層地溫能開發利用的總能量折合標準煤11.2萬噸，按35%的利用效率，每年可減排二氧化碳排放量9.35萬噸。雄安新區全區每年可開采量折合標準煤400萬噸，每年可減排二氧化碳950萬噸。
 
　　雄安新區將如何打造地熱示范城？王貴玲進一步建議，“在開發利用模式上，區內公用建筑，可使用淺層地溫能；居民區建筑物供暖，應以開發深部巖溶地下熱水資源為主；鄉村應積極推廣應用淺層地溫能供暖、制冷；城鄉結合帶宜開發淺部砂巖型地下熱水資源，用于溫泉療養、種植養殖及供暖等。”

        作為一種綠色低碳、循環利用的可再生能源，地熱能有望在“十三五”期間迎來2600億元投資空間。初步估算，2020年地熱能年利用總量相當于替代化石能源7000萬噸標準煤，相應減排二氧化碳1.7億噸，其中京津冀地區地熱能年利用量達到約2000萬噸標準煤。

　政策利好疊加市場剛需 地熱能產業有望遍地開花

 
　　“迎來了發展的‘第二個春天’。”中國工程院院士多吉曾這樣評價當前地熱能發展。相對于風能、太陽能等可再生能源，地熱是唯一不受天氣、季節變化影響的可再生能源。所謂地熱資源，即指能夠被經濟利用的地球內部的地熱能、地熱流及其有用組成，一年四季8000多個小時除機器檢修外都可以運行，能夠連續發電達到80%。
 
　　在距離地表5000米深的地方儲存的地熱能，相當于4948億噸標準煤的熱量。作為蘊涵著巨大能量的一種可再生清潔能源，在中國亟須驅散霧霾之際，終于走向臺前。地熱能作為新能源中的優勢能源之一，再次進入經濟發展的主流趨勢，而其利用模式，也由市場經濟初期的地熱溫泉利用，逐步向能源為主的利用模式轉型，使可貴的地熱資源得到充分、高效的利用。
 
　　作為當前各國能源結構調整、防治大氣污染背景下重點開發的新能源，地熱能具有“減排效益顯著、可持續利用”的優勢，并同時具有儲量大、分布廣、清潔環保、穩定可靠等特點，是一種現實可行且具有競爭力的清潔能源。此外，各省(區、市)面臨著壓減燃煤消費、大氣污染防治、提高可再生能源消費比例等方面的要求，給地熱能發展提供了難得的發展機遇。
 
　　據科技日報8月22日報道，國土資源部中國地質調查局2015年調查評價結果顯示，全國336個地級以上城市淺層地熱能，年可開采資源量折合7億噸標準煤；全國水熱型地熱年可開采資源量折合19億噸標準煤；干熱巖資源量折合856萬億噸標準煤。截至目前，淺層和水熱型地熱能供暖技術已基本成熟，淺層地熱能的應用范圍已擴展至全國，其中80%集中在華北和東北南部。
 
　　隨著地熱能市場的進一步發展，地熱能供暖也逐漸走入城市房地產領域，為居民住宅提供區域集中供暖，使這種清潔、高效、廉價的能源變成日常不可或缺的經濟生活能量來源。2017年，三部委聯合印發了《地熱能開發利用“十三五”規劃》，從風能和太陽能10年來的發展速度不難看出，地熱產業的發展前景將不可限量。
 
　　根據《地熱能開發利用“十三五”規劃》，“十三五”時期新增地熱(制冷)包括新增淺層地熱能供暖(制冷)面積 7 億平方米，新增水熱型地熱供暖面積4億平方米。新增地熱發電裝機容量500MW。到2020年，地熱供暖(制冷)面積累計達到 16 億平方米，地熱發電裝機容量約 530MW。
 
　　在政策引導下，地熱能開發利用將快速發展，前景持續向好。從全國范圍內看，根據地熱能開發利用十三五規劃初步估算，到2020年我國地熱能利用量相比2015年增長2.5倍，到2020年地熱實現替代標煤7210萬噸，并形成勘查、開發和利用為一體的技術體系。同時，地熱資源勘查評價、鉆井技術和設備也必不可少，有望帶動地熱開發技術服務及核心裝備供應商的業績增長。