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       經過多年的探索,我國地熱能開發利用已取得顯著成果,形成了較成熟的勘查、開發、利用技術系列,極大地推動了地熱事業的快速發展,并在生態文明建設中發揮重要作用,有望成為國民經濟的又一個產業增長點。

      地熱資源是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,具有“減排效益顯著、可持續利用”的優勢,是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。

     

      我國地熱資源豐富,儲量巨大,值得加大投入開發利用力度。20世紀70年代初,我國開始研究地熱發電,但由于經濟效益不好,至今未能大規模推廣;20世紀90年代后,我國開始直接利用中深層地熱資源,同時發展地源熱泵,通過淺層低溫能供暖制冷。

      此后,我國地熱能開發利用出現可喜變化,地熱事業取得階段性成果。據前瞻產業研究院發布的《中國地熱能開發利用前景與投資規劃分析報告》分析,截至2014年底,地熱供暖比例首次超過溫泉洗浴,淺層地溫能供暖制冷面積達到3億平方米。

      除了地熱資源開發利用進步明顯,相關技術也得以突飛猛進。地熱能開發利用涉及學科多、技術綜合,如資源勘查與評價、鉆井成井工藝、保溫與換熱、防腐防垢和發電等,目前初步建立起與地熱資源特點相適應的技術體系。

      盡管成就矚目,但在地熱資源開發利用工作中,仍暴露出許多不足。其中,較為突出的問題包括地熱資源勘查程度低、開發利用規劃不統一、資源管理不規范、開發利用程度不高等。

      針對上述問題,今后首先要加強地熱資源的勘查研究,充分了解可利用的資源量和開發條件。其次,要立足各地區實際情況,做好統一的開發利用規劃。第三,優化資源配置,實現對地熱資源的綜合利用、梯級利用、循環利用;第四,加強開發動態監測,保證地熱資源的可持續利用;最后,加大科技投入,持續攻克技術難題。

      總的來說,我國地熱資源豐富,市場需求旺盛,在政策引導下,地熱能開發利用將快速發展,前景持續向好。預計到2020年,地熱利用量將達到5000萬噸標煤,并形成勘查、開發和利用為一體的技術系列。

    閱讀量:    2017-09-27 08:26:58

             地熱是清潔可再生能源,具有儲量大、利用效率高、用途多、穩定可靠等諸多特點。近年來,全球地熱產業飛速發展。

            中國地熱資源豐富,根據中國地質調查局2016年數據,中國淺層地溫能資源年可采量折合標準煤7億噸,中深水熱型地熱資源量折合標準煤1.25萬億噸,干熱巖資源量折合標準煤856萬億噸。

            中國地熱直接利用量世界第一,2015年規模達到17.4吉瓦(1吉瓦=100萬千瓦),其中地源熱泵占11.8吉瓦,地熱供暖替代標準煤1450萬噸,占比達到72.5%。

            但中國地熱資源以直接利用為主,發電規模長期停滯不前,干熱巖開發始終處于探索研究階段。同時在中國能源結構中所占比例仍然很?。ㄕ急?.47%),2015年利用量折合標準煤2000萬噸。

             2017年1月,國家發改委、國家能源局、國土資源部聯合印發了《地熱能開發利用“十三五”規劃》,明確到2020年中國要實現地熱能年替代標準煤7000萬噸,減排二氧化碳1.72億噸。

             然而,現階段中國地熱產業相關政策法規仍不完善,管理混亂,需要借鑒國外經驗,制定完善相關政策法規,促進產業的良性快速發展。

    現行地熱管理法規有待統一規范

            2006年中國頒布并實施《可再生能源法》,首次強調優先推動地熱能的發展,之后又從應對氣候變化、可再生能源發展、建筑節能、地源熱泵系統推廣應用等方面頒布了相應的政策法規及條例,直接或間接地推動了中國地熱產業的發展。

            但是中國地熱資源管理尚未統一規范,管理職責不清晰。國家雖然規定了國土資源部門的統一管理權限,但在實際執行中各地和各級部門各自為政,有的依據《礦產資源法》,有的依據《中華人民共和國水法》;有的地方把水熱型地熱資源的起始溫度定在25℃,有的則規定在40℃;有的按水資源收取稅費,有的按礦產資源收取稅費。資源屬性不清,管理相對混亂,從各地對地熱資源的管理政策可見一斑。

    地方政府出臺政策推動地熱產業發展

            在國家政策的積極引導和帶動下,各省市相繼頒布了一系列地方性政策法規,內容以推進建筑節能和促進地源熱泵的發展為主,對地熱產業發展起到了積極推動作用。

            隨著中國的城市化進程不斷加快,建筑能耗在中國能源消費結構中所占比重已經達到27.6%。各級地方政府依據國家頒布的各項政策法規推行建筑節能,分別制定了地熱供暖/制冷的補貼政策,但仍有許多省市缺乏相應可操作的扶持政策。

    地熱利用“雄縣模式”

            2005年以來,河北省雄縣政府針對地熱資源開發利用推出了一系列具體政策措施,對地熱產業發展起到了促進作用,使雄縣成為中國首個“無煙城”(地熱供暖面積超95%),“雄縣模式”的經濟效益和環境效益得到肯定并在全國推廣。雄縣地熱供暖項目年取暖費用16~20元/平方米,年運營成本13元/平方米。供暖項目稅后平均內部收益率11%,投資回收期平均8.2年。

    雄縣地熱開發利用的成功經驗主要體現在:

    1制定并完善法律法規體系。

            2005年雄縣政府制定了《雄縣地熱資源管理辦法》,規定由國土資源局直接管理,避免職責不清、管理混亂。

            2006年,依據《中華人民共和國礦產資源法》《雄縣發展總體規劃》以及《雄縣地熱資源管理辦法》等法規,制定了《關于嚴厲打擊盜采地熱資源的通知》《雄縣地熱資源開發利用規劃》等一系列具體政策,為雄縣地熱開發的監管提供了制度保障;

    2明確地熱利用基本原則,將“服從大局、開發與保護并重、綜合梯級利用、突出地方特色”的工作方針貫穿雄縣地熱開發利用始終

    3設立管理機構,組建地熱管理服務中心,集中管理全縣地熱資源,嚴格管控開采審批手續

    4保障技術資金需求,不完全依靠本縣財政,通過上級政府財政支持、銀行貸款、企業投資等多元化融資通道為地熱產業發展提供資金支持。

    中國地熱產業政策現存問題與建議

            中國地熱產業現存問題必須妥善解決,地熱產業的發展需要技術革新,特別是在地熱產業上升期,更需要政府合理的引導和政策法規的支持。建議相關部門借鑒其他國家的經驗,加快制定和完善相關政策法規,更有效地推動中國地熱產業發展。

    主要問題

    缺乏完善的政策法規體系

            中國尚缺乏完善的法規體系來規范地熱資源開發利用,盡管現有的法規取得了一定成效,但仍有不少改進的空間。例如,“水”、“熱”不分的屬性問題亟需解決,地熱等清潔能源強制性替代政策法規亟需制定。

    缺乏嚴格的監督管理機制

             目前中國的地熱資源管理不規范,資源稅、費差異大,影響企業積極性。同時缺乏相應的監督體系,準入門檻低,業界濫采、不回灌等現象嚴重,影響了地熱產業的可持續良性發展。

    經濟激勵機制和財政補貼政策仍需完善

            雖然中國出臺了一系列地熱發展相關政策,但現行政策一般停留在宏觀層面,未明確規定在財政、稅收等方面的激勵機制,部分城市補貼條款制定不合理,可操作性差。相比于太陽能、風能等可再生能源,中國對地熱能的政策支持力度遠遠不夠,政策法規上的缺失制約了地熱產業發展。

    相關建議:

    制定統一完善的法律法規制度

            政府應將地熱開發利用提升到戰略高度,立法推廣地熱利用,提高地熱在能源結構中的消費占比;盡快明確資源屬性,消除職能交叉和管理無序現象;制定相關配套政策法規,統一國家和地方的資源管理制度,同時加強地熱產業的監管力度,提高行業準入門檻,從源頭上規范中國地熱資源的開發利用。

    建立具體細化的財稅激勵政策

            可以參照國外經驗和國內目前對風能太陽能的優惠政策,從稅收優惠、財政補貼等方面建立完善具有可操作性的激勵政策。

    多渠道加大資金支持力度

            政府可參照國外經驗,設立地熱專項基金,專門用于促進中國地熱產業技術創新發展;也可以選擇直接投資,用于地熱資源的勘探、開采或用于技術的研發、試驗和推廣(包括干熱巖);同時拓展融資渠道,引入國內外金融和非金融機構參與融資。

    閱讀量:    2017-09-26 08:24:13

         近期記者獲悉,河北省人民政府辦公廳印發《河北省“十三五”能源發展規劃》(以下簡稱《規劃》),我省將推進石家莊平山、張家口赤城等7個區域的地熱旅游資源開發,到2020年全省實現地熱種植30000畝,地熱養殖3200畝,接待地熱旅游6000萬人次/年。

       《規劃》提出,我省將積極推進煤炭去產能。強化政策引導,推動地質條件復雜、開采難度高、安全隱患大的煤礦退出市場,依法關閉長期虧損、運營困難和非機械化生產的落后煤礦,到2020年壓減煤炭產能5100萬噸。今年,保定、廊坊禁煤區實現電煤、集中供熱和原料用煤外燃煤“清零”,到2020年張家口、承德、秦皇島、保定基本形成“無煤市”。到2020年,平原農村采暖散煤基本清零、山壩等邊遠地區采暖散煤控制在800萬噸以內。

       推進煤礦企業整合,推動生產集約化,到2020年煤炭開采企業控制在10家以內、煤礦數量60處左右。合理確定煤礦產能,打擊超能力開采行為,煤炭產能、產量分別保持7000萬噸、6000萬噸水平。

       在減少用煤的同時,推廣地熱利用。以保定、承德、廊坊等地熱資源條件優越的市為重點,打造1-2個北方地熱溫室示范基地。以環京津地區等區位優勢明顯的城市為重點,推進石家莊平山、張家口赤城、秦皇島北戴河、承德避暑山莊、保定白洋淀、邯鄲古城、唐山菩提島等區域的地熱旅游資源開發。在保定博野等地規劃建成若干地熱梯級綜合利用示范工程。到2020年全省實現地熱種植30000畝,地熱養殖3200畝,接待地熱旅游6000萬人次/年。

       推動有條件的城鎮地區優先發展地熱集中供暖,“十三五”期間全省地熱供暖面積新增1.3億平方米。發展新型熱源。適度建設大型燃氣熱電、燃氣鍋爐等集中供熱工程,示范推廣電蓄熱鍋爐、空氣源熱泵等集中供熱設施。依托大型公用建筑、商業設施、開發區、居民區等,建設一批樓宇式或區域分布式燃氣供熱工程。合理布局生物質熱電聯產,支持發展醇基燃料等生物質供熱鍋爐。加快核小堆項目前期工作,力爭國家首個示范項目落地我省。

       完善城鄉居民用氣設施。改造完善城鎮配氣管網,擴大覆蓋范圍,到2020年管道天然氣覆蓋率達95%以上。在管網難以覆蓋區域,積極推進液化天然氣(LNG)、壓縮天然氣(CNG)、液化石油氣(LPG)直供,優先保障民生用氣。結合氣代煤工程,建設和完善天然氣儲氣調峰設施。推進國家級戰略儲氣庫建設,加快唐山LNG接收儲氣站、滄州LNG接收儲氣站等調峰設施建設,建設地方應急調峰設施。在電動汽車充電設施方面,按照“同步推進、適度超前”原則,以高速公路服務區、京津冀城際連接通道、省內城際公路等為重點,因地制宜推進城區充電設施建設,逐步形成快速充電服務網絡;到2020年基本建成車樁相隨、智能高效的充電設施體系,形成20萬輛電動汽車充電服務能力。

    閱讀量:    2017-09-25 08:54:59

              在剛剛過去的5年間,我國可再生能源表現極為亮眼。風電提前10個月完成“十二五”發展目標,水電技術能力不斷實現新跨越,光伏裝機規模領跑全球行業發展……值得欣喜的是,在這些耀眼的“明星”身旁,越來越多的可再生能源類型嶄露頭角,為我國能源結構優化、產業發展升級作出更多貢獻。地熱能與太陽能熱行業,正是其中的佼佼者。

        “很長一段時間,一提起地熱能第一個想到的就是溫泉洗浴。近幾年,隨著技術的不斷成熟,地熱能已經成為能源型、技術型資源。雄縣‘無煙城’、世博會‘水空調’等產業探索模式為地熱能的發展提供了更為多樣化、可復制、可模仿的發展樣本,有望助推地熱能產業發展提速。”談到地熱能產業發展,中國工程院院士、國家地熱能中心指導委員會主任曹耀峰深感欣慰。

      從默守一角的“小透明”,到能源直接利用水平位居世界前列,近年來,我國地熱能產業的發展速度令人驚嘆。目前,我國地熱能供暖、制冷及發電行業都已邁開步伐,正不斷書寫行業發展新篇章。

           作為地熱能利用的先行者,地熱發電的歷史相對悠久。早在20世紀70年代,我國就已在廣東豐順、河北懷來等地建設了7個中低溫地熱能電站。值得一提的是,位于江西省宜春縣溫湯鎮的100千瓦發電機組,其所利用的地熱溫度僅67攝氏度,至今仍是世界地熱發電的最低溫。

      細觀地熱能發電行業的發展,近年來,高溫蒸汽發電行業因成本較低,技術發展已相對成熟。尤其是高溫干蒸汽發電,已在多地區得到普及。中低溫地熱發電的發展則相對遲緩,技術成熟度和經濟性都還存在較大發展空間,其長期發展值得期待。

           “在對環境要求比較高、當前污染比較嚴重的京津冀、長江中下游地區,地熱能供熱模式可以發揮更大作用。”在記者采訪過程中,多位業內專家都對地熱能供熱的發展前景表示樂觀。

      伴隨社會的不斷發展,人們對環境保護投入了空前關注,“要溫暖也要藍天”日漸成為了經濟發展過程中的“使命必達”。今年4月,國家能源局印發《關于可再生能源供熱的意見》(以下簡稱《意見》),地熱能供暖位列重點推廣的供熱類型之一,引發社會關注。

      目前,我國地熱能供暖行業已有一定發展,北京、天津、河北、陜西等地的地熱直接集中供熱利用已形成一定規模。尤其是河北省雄縣,地熱供暖已覆蓋其縣城范圍的95%、供暖總面積超過450萬平方米,成為業內研究地熱供暖模式的標桿樣本。

      據國土資源部的一項調查顯示,截至2015年,我國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;水熱型地熱資源量折合1.25萬億噸標準煤,年可開采資源量折合19億噸標準煤;埋深在3000~10000米的干熱巖資源量折合856萬億噸標準煤。面對“十三五”16億平方米的地熱能供暖目標,豐富的資源儲備將為地熱能產業的發展提供充沛動力支撐,助力行業實現跨越式發展。

    閱讀量:    2017-09-16 08:58:49

     地熱鉆探(geothermal drilling)

    以勘探或開發地熱資源為目的的鉆探工作。是工程鉆探的一部分。地下熱能儲量巨大,僅陸地以下地殼中儲存的熱能就相當于固體燃料、原油和天然氣等石化燃料的全部能量的1.3×103倍,是一種開發利用前景廣闊的能源。

    簡史 遠在公元前就有利用地下熱水灌溉、醫療以及從高礦化地下熱水中提取各種鹽類的記載。大規模利用地熱水供熱最早的國家是冰島,1930年已建成相當規模的地熱水供熱系統。日本、新西蘭、美國、蘇聯等許多國家也于同期先后建成不同規模的地熱水供熱系統,將地熱能直接用于采暖和工農業。

    意大利于1904年開始地熱能轉換為電能的研究。1913年首次在拉德瑞羅(Larderello)安裝了一臺250kW的地熱發電機,1958年以前地熱發電只在意大利有較大的發展。1958年以后,新西蘭、美國、日本等國家參與了地熱能轉換為電力的研究和開發工作。據對22個國家和地區的調查,1976年地熱發電的裝機容量為1325Mw。

    中國自20世紀60年代開始有計劃地對地熱能進行研究和開發,全國20多個省、市、自治區先后鉆鑿了數百口熱水井,用于采暖、沐浴、農業溫室,以及紡織產品洗滌等。自1975年起,在西藏羊八井鉆了數十口溫度為150℃的蒸汽井,并建立了地熱電站。

    特點 主要是:(1)溫度高。井口溫度超過60℃時,夏季施工困難,冬季水霧濃重;當井口溫度達80℃時易發生燙傷事故。普通水基泥漿在溫度60~80℃時開始變質,當溫度達190℃時就絮凝而不能使用。高溫時有害元素對設備和管材的腐蝕加劇。(2)巖層碎、深度大。地熱田大多處于火山活動地帶,巖石硬而碎,且埋藏深度大,鉆進中易釀成事故。(3)成井要求嚴格。處于高溫、高壓和高速氣流下工作的地熱井,對套管、過濾管的安裝和固井作業有嚴格要求。

    施工 地熱井施工的主要工序,有井身結構設計、鉆進、固井、完井和引噴。

    井身結構設計內容包括:確定套管的層次,各層套管的直徑和下入深度;各層套管相應的鉆頭直徑;各層套管外水泥漿的返回高度。井身結構設計主要取決于鉆井目的、巖層和熱儲層的性質、鉆井裝備和工藝技術水平等。合理的井身結構應符合優質、快速、安全鉆進的原則,滿足開采地熱時要求,并有利于節約材料,降低成本。對中、高溫地熱井井身結構設計還要著重考慮熱流帶來的特殊困難,主要是:熱應力對套管的影響;高速熱流對套管的沖蝕磨損;套管和過濾管結垢;較大的地層壓力梯度等。

    鉆進  地熱井的鉆進與油、氣、水井鉆進相似,為克服鉆進中的特殊困難,需要對鉆進方法、沖洗介質、鉆具、套管頭結構、井口裝置等采用相應的工藝技術措施。

    (1)鉆進方法。地熱井根據其地熱溫度分為低溫井(<100℃)、中溫井(100~150℃)、高溫井(150~250℃)和超高溫井(>250℃)四級。不同溫度的地熱井采用不同的鉆進方法。低溫地熱井多采用牙輪鉆頭或刮刀鉆頭全面鉆進,鉆進工藝與管井鉆進工藝相似;中、高溫地熱井常采用壓力平衡鉆進,即在井底最小壓力與裸眼地層孔隙內流體壓力相平衡條件下的鉆進,以防止井噴和提高鉆進效率;較深地熱井多采用綜合鉆進方法施工,即對非熱儲層或中、低溫熱儲層采用常規鉆進方法,干蒸汽熱儲層采用干空氣、霧化空氣、充氣泥漿和泡沫鉆進(見空氣鉆進),深部地層采用潛孔錘(見沖擊回轉鉆進)和金剛石鉆頭鉆進。

    (2)沖洗介質。對中、低溫地熱井,通常采用搬土一褐煤一苛性鈉泥漿,可在井溫150℃以內保持穩定。對高溫地熱井則采用熱穩定性、抗鹽性、分散性較好的海泡石泥漿、坡縷石泥漿、經特殊處理的高溫聚合物泥漿等。為減輕沖洗介質中氧對鉆具的腐蝕,常在沖洗介質中加入過量的氫氧根、高分子氨基樹脂、亞硫酸氫胺等,或用惰性氣體作沖洗介質。

    (3)鉆具。采用抗高溫、耐腐蝕、熱膨脹系數小、強度高的合金鉆桿、鉆鋌,并在鉆桿、鉆鋌表面加防腐蝕涂料或作表面氮化處理。使用具有高硬度保徑齒的三牙輪鉆頭和聚晶金剛石鉆頭等。

    (4)套管頭結構。中、高溫地熱井的井口套管頭部受到很大的熱應力,若結構不當,可導致井口嚴重破壞。合理的套管頭結構應允許生產套管軸向熱伸縮、對生產套管具有扶正作用和能泄排水泥環中的氣體。圖1為套管頭結構型式之一。

    (5)井口裝置。低溫熱水井鉆進時,井口設導流槽或導流管,將返回的熱泥漿引出井場;中、高溫地熱井鉆進,井口要裝設由防噴器、各種管路、閘門、壓力表等組成的井口裝置,以保證安全鉆進和宄井后氣、水生產控制。

    固井 下套管和注水泥封固作業的總稱。鉆進至設計深度后,下入套管,并注入水泥漿封固套管與井壁之間的環形空間,以封隔易塌、易漏地層和避免含水體地層之間的干擾,為繼續鉆進和完井創造條件。地熱井的高溫會使水泥強度蛻化和滲透率增加,因此應采用抗高溫水泥固井。通常是往水泥中添加一種細微分散的硅粉,添加量為水泥質量的30%~60%便可達到高溫穩定;也可在水泥中加入苯乙烯、丙烯腈和丙烯酰胺等來提高水泥的抗高溫能力。

    完井 地熱井工程的最后環節,主要指熱儲層或目的層部位的井身結構(圖2)的建造。地熱井完井有裸眼、襯管和射孔套管完井三種基本方法。(1)裸眼完井。在鉆入熱儲層之前將生產套管安置固定在生產層以上,再鉆開熱儲層,生產井段為裸眼(圖2a)。(2)襯管完井。在鉆達熱儲層之前即下套管固井,再換徑鉆開熱儲層,將濾水管或襯。管下到生產套管以下的熱儲層中,以防止井孔被巖屑充填。如下入襯管,還需注水泥固定后射孔(圖2b、c)。(3)射孔套管完井。生產套管貫穿熱儲層并注水泥膠結,在熱儲層段射孔完井(圖2d)。

    引噴 采用有控制地降低井內壓力的方法,將熱儲層中的熱流體引入生產套管,使其由井口噴出的過程。選擇引噴方法的主要依據是地層壓力梯度。對地層壓力梯度大、自噴能力強的熱儲層,采用輕泥漿或替入部分清水的一次替噴法或二次替噴法引噴;對壓力梯度小、自噴能力較弱的熱儲層,采用氣舉引噴或回擠引噴;無自噴能力或為防止熱水擴容結垢而采用潛入式熱泵抽水的熱儲層,則無需引噴。

    閱讀量:    2017-09-13 11:09:23
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