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                     在霧霾嚴重的京津冀,河北雄縣曾經是一個秘密。

            得益于早年布局,這座華北小城聯手中石化,早早完成了地熱供暖全覆蓋。實現了二氧化碳、二氧化硫、粉塵“零”排放,打造了華北地區的首個“無煙城”。

            今年4月1日,新華社通電全國,“千年大計”落定,由河北省雄縣、容城、安新三縣組成的雄安新區橫空出世。有別于傳統的造城模式,該地秉承了新的發展理念,被定位為綠色生態宜居新城區。

            作為清潔環保的新型能源,與風能、太陽能一樣,包括地熱能在內的可再生能源體系,是頂層設計推動能源供給側改革的必然選擇,多年來受到國家的倡導和鼓勵。地熱能產業也再一次被推上風口浪尖,成為下個階段新區建設的焦點。

            目前,雄安新區的地熱資源有哪些優勢條件?開發地熱資源有何重大意義?利用保護過程中還存在哪些困難?在今后的利用過程中有何對策和建議?對此,鳳凰財經對話產業中國研習社學術委員、河北省政府研究室原主任、河北地質大學太行學社研究員謝祿生,國際地熱協會觀察員、中國能源協會地熱專業委員會副秘書長李紅英。

            在他們看來,“雄縣模式”為全國樹立了行業標桿,雄安新區豐富的地熱資源具有極大價值,將助力京津冀大氣污染聯防聯治,并帶動相關產業發展。今后,其科學合理的開發利用要做好“加減乘除”法。以下為專訪實錄。

            雄縣的地熱供暖是全國的行業標桿

            鳳凰財經:對于雄安新區的建設來說,能源利用結構無疑是最重要的問題之一。你們對這個問題有什么看法?

            謝祿生:非常贊同你的觀點。按中央的定位建設雄安新區,必須解決好雄安新區及其周邊能源的開發利用問題,因為能源問題就是生態環境問題、可持續發展問題。

            據環保部公布的監測結果和各方面的研究,京津冀地區大氣污染的第一源頭是化石類能源的消費,河北主要的則是燃煤比重高、散燒多。京津冀地區國內生產總值約占全國的11%,能源消費量約占全國消費總量的12%以上;河北的能源消費量占這一地區消費總量的66%左右,煤炭消費量占80%以上。

            京津冀地區已經成為全球大氣污染物排放強度的高值區,必須轉變發展方式,堅定地走綠色低碳發展道路。在能源的調整與改革中,京津冀必將首當其沖,河北必將成為重點戰場,雄安新區則應發揮樣板與示范作用。

            從國家層面來說,能源的發展戰略已經清晰。 以習近平總書記2014年提出能源發展的“四革命一合作”(消費、生產、技術、體制革命和國際合作)為標志,我國能源戰略躍上了一個全新高度。2014年,國家發布了《能源發展戰略行動計(2014-2020年)》,今年又制定了一個15年的能源戰略。其中心內容是壓減煤炭用量,提高清潔能源利用比重,實施煤炭潔凈化利用和清潔能源替代雙向推進,并規定了一些硬性指標,明確今后新增能源需求主要依靠清潔能源供應。

            雄安新區的建設為探索實施國家能源戰略提供了一個很好的陣地。

            根據中央、河北的戰略部署和雄安的資源狀況,我們認為可以考慮建設“雄安無燃煤和地熱開發利用示范區”,既保障“生態宜居城市”目標的實現,又為全國的能源發展發揮政策試驗、技術規范、經營模式等方面的示范作用。

            鳳凰財經:“無燃煤和地熱開發利用示范區”的構想是怎樣的?

            謝祿生:這個示范區大概的想法是:雄安新區取消燃煤,形成“2+N”的能源消費結構。“2”是指以電力和地熱為主體,各自供給預計都可以達到消費總量的40%以上,“N”是指在合適的區域布局分布式太陽能、天然氣等清潔能源作為輔助、試驗或后備。

            就雄安而言,實現這一結構化改造,主要是地熱資源的科學化、規?;脝栴}。據雄安第一階段地質調查初步評估,新區全域普遍適于淺層地溫能開發利用,年可開采量折合標準煤400萬噸,可以滿足約1億平方米建筑物供暖、制冷需要。

            李紅英:是的。實現這一構想的前提,是雄安新區的地熱資源具有重大開發利用價值和很好的發展條件。

            一是河北是地熱資源大省,儲量位居全國前列,雄安新區坐擁牛駝鎮、高陽、容城三大地熱田,是河北同類型地熱資源中儲量集中、出口溫度高、開發利用條件最好的區域。目前,其資源開發利用量僅占可采資源總量的6%,發展潛力巨大。

            二是雄縣成功打造了“政府主導、政企合作、統一規劃、合理開發、采灌結合、取熱不取水”的開發利用模式。2009年,雄縣人民政府與中石化集團綠源地熱能有限公司簽訂了地熱開發合作協議,授權綠源公司特許經營權進行整體開發,形成了一套資源勘探評價、鉆井成井、尾水回灌、梯級利用等方面的先進技術體系,在資源優化配置、地熱資源保護、保障供暖效果、控制運行成本等方面取得了有益經驗。目前雄縣的地熱供暖能力達到450萬平方米,實現了“冬季無煙城”目標。這一技術可復制、經驗可推廣的清潔生產方式,被譽為“雄縣模式”,成為全國的行業標桿。

            三是地熱資源開發利用的政策導向鮮明。國家能源發展戰略行動計劃(2014-2020年)要求積極發展地熱能,推廣地熱供熱,開展地熱發電示范工程,“大幅增加地熱能等可再生能源消費比重”,到2020年,地熱能年利用量達到5000萬噸標準煤(2015年約為2000萬噸),2030年達到1億噸標煤。這為地熱能產業的發展提供了重大政策利好。

            雄安及其周邊地區的地熱產業發展前景廣闊

            鳳凰財經:地熱能源的開發利用是一個怎樣的格局?經濟性如何?

            李紅英:地熱資源是指能夠經濟地被人利用的地球內部地熱能、地熱流體及其有用組分,目前可利用的地熱資源主要包括淺層地熱、水熱型地熱和干熱巖。

            淺層地熱資源, 一般是指埋深200米以淺、30度左右以下的地下熱儲,當前的利用方式主要是地埋管換熱系統和地下水換熱系統。地埋管換熱系統在平原地區廣泛適用,地下水換熱系統適用于淺層地下水豐富、適宜回灌的地區。

            水熱型地熱資源,主要指通過鉆井直接開采利用的地熱流體,目前的主要利用段埋深一般在1000~3000m之間,熱水溫度35~104℃。

            干熱巖也稱增強型地熱系統,一般是指溫度大于200℃、埋深數千米、內部不存在流體或僅有少量流體的高溫巖體,我國目前的干熱巖開發利用已有成熟項目和經驗,河北省已經啟動資源調查評價工作。

            雄安的地熱資源儲量大、分布廣、品種多,地熱水溫度梯次分布,能夠滿足多種形式的開發利用。其中,低于50℃的,埋藏淺、水質優,是未來高端飲用水和溫泉養生用水的重要來源;60-90℃之間的,含有大量礦物質,可用于供暖、洗浴、礦物質提取等多種用途;大于100℃的可用于發電供熱聯產。

            此外,還可以用于溫室大棚、特色養殖、土壤加溫、工業干燥、脫水加工等。隨著國家地熱創新科研項目的推進,還會不斷開辟新的利用途徑??萍疾?ldquo;十二五”項目《中低溫地熱發電關鍵技術研究與示范》主要成果已經完成,雄安可以考慮實施示范項目。

            謝祿生:地熱資源的開發利用效益可觀。目前河北已有霸州、辛集、河間、棗強、寧晉、大名、曹妃甸等六十多個縣(市)采用或部分采用地熱集中供暖,按2014年全省地熱資源利用量計算,約折合標準煤140萬噸,可以節省排放治理費用約4億元。地熱供暖成本低于燃煤供暖。據河北地熱研究所測算,地熱井供暖成本比鍋爐供暖成本低40%左右,一般8~10年可以收回投資。

            地熱供暖小區住戶的熱費標準一般為14~17元/平方米,明顯低于燃煤鍋爐和城市集中供暖收費標準。近年河北地熱產業得到快速發展,產值年均增長約30%以上, 同時還帶動了當地旅游度假、賓館服務、房地產開發等產業的發展。

            助推京津冀大氣污染聯防聯治

            鳳凰財經:雄安新區的設立是京津冀協同發展的重要一環,這個區域地熱資源的開發利用,將對京津冀協同發展戰略起到怎樣的積極助推作用?

            李紅英:中國擁有全球六分之一的地熱資源,地熱能產業極具發展潛力。但對于地熱資源的利用,北歐國家冰島一直走在世界前列,我國地熱能的利用狀況并不樂觀,僅約為冰島的15%。從客觀條件來講,這和兩個國家地熱資源的品質有關:冰島擁有大量高溫地熱,適合用來發電;中國的地熱資源大多處于150℃以下,更適合用來供暖。

            但隨著地熱資源開發利用力度加大,這一狀況將會逐步改變。北京、天津在這方面積累了豐富的實踐經驗。據京津冀地區淺層地溫能利用調查,至2012年底,北京市地源熱泵應用面積3435萬平方米;天津市至2013年底,淺層地溫能利用面積730萬平方米,河北省利用面積920多萬平方米。

            京津中低溫地熱資源利用的一些重大技術以及正在研發的重大技術,雄安地區應該成為最好的試驗田。隨著京津冀協同發展戰略的深入推進,京、津兩地將會提供雄厚的技術和人才支撐。

            謝祿生:豐富而優良的地熱資源,是大自然對河北、對雄安的厚愛。在推進非首都功能疏解、京津冀大氣污染聯防聯治、促進經濟社會可持續發展和協同發展中能夠發揮重要作用。特別是在霧霾治理方面,它可以成為燃煤替代、改善環境的突破口和有效途徑,推動宜居、宜業、宜游的“低碳無煙區”建設,大大提升城鄉品位,提高居民生活的幸福感和歸屬感,意義重大而深遠。

            同時,從雄縣地熱資源的開發利用實踐和河北近年地熱產業迅速成長的態勢可以預見,以地熱供暖為主體,以地熱發電、溫泉休閑旅游、地熱農業開發、有關設備制造、技術推廣及工程施工等為多翼,可以形成一個全新的地熱能產業體系,為區域經濟發展注入新的動力。

            我們認為,河北是能源消費革命的重點,也是清潔能源生產供應的重要保障,河北應該成為京津冀地區清潔化能源的供應保障和加工轉換基地,支撐這一區域能源市場的安全發展。搞得好,地熱的開發利用很可能成為京津冀能源革命的一個重要戰役、河北產業轉型升級的一個支點。

            做好地熱資源開發利用的“加減乘除”

            鳳凰財經:雄安新區地熱資源的開發利用還存在哪些困難和挑戰?

            謝祿生:目前,雄縣與容城兩縣均由中石化綠源公司“按塊”實施統一開發,其他地區按“井”設置,分散開發,利用地熱的只有部分建筑,未采取回灌措施。地熱供暖,包括雄縣在內的農村地區也還沒有得到推廣。

            雄安地熱資源的開發利用雖然處于全國先進水平,但總體上還處于起步階段,規?;?、產業化、集約化水平不是很高,梯級利用的空間還很大。地熱利用工程前期未進行資源勘查評價、缺乏可靠技術支撐、缺乏開發利用動態監測等問題不同程度的存在,在體制機制、協同管理以及鼓勵政策上,尚有許多問題亟待解決。

            地熱水回灌技術必須得到推廣。只采不灌、直供直排的方式,不僅會造成熱資源、水資源的巨大浪費,導致“熱井”壽命縮短或報廢,尾水中的礦物質及余熱也會造成淺層地下水污染、土壤污染以及“熱害”。“雄縣模式”雖然得到肯定,但推廣起來并不容易,因為前期投入較大,運營回報周期長,而地方企業多考慮經濟效益的“短平快”。

            有關方面的現行政策尚未把地熱的開發利用納入優惠、獎勵和專項經費的使用范圍。河北省政府最近針對改用地熱的農戶出臺了補貼政策,但這是個小頭。不僅如此,許多原有政策已經不適應新的形勢,比如礦業權審批政策不支持地熱水回灌新技術的應用,地下水管理政策制約地熱能的利用,地熱尾水溫度和礦物質含量沒有排放標準、缺乏管理依據等。

            “條條”政策相互掣肘,國土、水利、發改、環保、住建、公用事業、物價等各有各的苦衷?,F行管理體制和政策需要評估,部門協同機制亟需建立。

            鳳凰財經:對雄安新區地熱資源今后的開發利用,有什么對策和建議?

            李紅英:對地熱資源的開發利用,政府層面從上到下關注較少,需要解決的問題很多。建議設立雄安無燃煤和地熱開發利用示范區,目的之一就是要突破現有管理及政策的障礙,推動這一領域的改革。這一改革,總的來說就是要做好“加減乘除”法。

            做加法——加強高精度勘查和開發運營設計。合理設置礦權,實行片區管理,解決開發總量控制和優化熱井布局問題;實施地熱資源綜合利用工程,開展梯級利用,充分發揮“熱、礦、水”的多重功效;規范開采管控,健全地熱資源監測預警系統,實行在線監管、實時監管。首先在雄安周邊地熱資源豐富的15個縣(市)推廣“雄縣模式”,對河北平原地區的地熱資源進行深入調查評估,制定開發利用方案。

            做減法——避免環境污染、資源破壞,堅持采灌均衡。目前,“一采一灌”、“三采兩灌”等先進技術,已能基本實現100%同層回灌。要把尾水回灌作為一個硬性要求,實行地熱井對井審批制度,即開采井、回灌井同時審批,并對現有企業給出一個提升改造的時間表。

            做乘法——深入推進改革,完善發展政策。組建或明確專門機構,加強統一管理;協調整和相關部門的優惠政策,建立支持體系;改善投融資環境,增加投融資渠道,在實施回灌、“熱抵煤”、“熱抵電”等方面制定有利于資金投入的相關政策;制定地熱資源勘查、開發、利用的相關規程,完善標準體系;建立產學研聯動機制,引進消化國內外的新技術、新方法、新設備等,通過多方面的配套改革,實現乘數效應,打造一流產業。

            做除法——嚴打違法開采,取締無權無證。隨著“地熱經濟”的日益紅火,非法開采屢禁不止,這也成為尾水隨意排放的重要原因,必須嚴加監管。一方面完善執法監察機制,一方面健全責任制,按照“政府主導、統一開發”的原則,加大追責力度,保障地熱開發利用市場規范化運行。

            中國能源革命的大幕已經拉開,我們期待著雄安新區的最新探索

            閱讀量:    2017-09-02 10:27:42

                 相對打水井而言,地熱鉆探設備十分龐大,為了在地熱鉆井前后組裝拆卸方便,從而縮短施工周期,進行地熱鉆井的鉆機各部件,如鉆塔、機臺等等,要實現輕質量的整體化。

              一、使用正確的鉆頭在鉆井過程中,要使用相應的三牙輪鉆頭,防止牙輪掉落井內,造成難以彌補的損失。地熱井的鉆孔很深,隨著孔深的增加,溫度也在上升,地下情況復雜多變,因此一定要選用質量好的三牙輪鉆頭,才能確保安全作業。

              二、卷揚機能力要大,自動鉆進裝置來提速地熱鉆探通常是大口徑鉆探,所鉆地層的地質形態多是堅硬、破碎、高溫的巖石。在地熱鉆井過程中,鉆頭的負荷、回轉是影響鉆進的重要因素,故卷揚機的能力要強大,同時配備自動鉆進裝置,以提高鉆進速度,并節省電力。

              三、一定要配備大排量泥漿泵.

              在鉆進過程中,循環泥漿在接觸高溫地層后,會很快被加熱到沸點,如果不進行處理,就有涌噴的危險。與此同時,高溫對鉆頭的影響很大,泥漿本身的性能也在變化,很容易產生孔壁坍塌等。因此,地大熱能提醒您,在鉆井前,要配備與泥漿冷卻裝置相匹配的大排量泥漿泵,才能安全地控制井內溫度,盡量規避孔壁坍塌的危險。

              四、對付熱水和蒸汽要使用防噴裝置防噴裝置是必不可少的,因為在鉆進時,地熱井內發生劇烈變化,當鉆進到高壓汽、水層時因壓力過大,加之泥漿的侵入,,引起泥漿密度急速降低,就會使熱水或熱蒸汽噴涌,而防噴裝置是具有耐熱性的防護設備,有利于迅速制止熱水和蒸汽的噴涌。

              五、地熱井內監測設備地熱鉆井的地質情況結合地下熱水蘊藏狀況,通常比較復雜,地大熱能在進行地熱鉆井的過程中,采取相應的實時監測設備,及時的分析鉆井過程中可能出現的事故,分析孔內情況,如果發現井內異常的情況,就會進行及時處理,避免鉆井事故的發生,讓地熱資源的開發利用得到利益最大化。

            閱讀量:    2017-09-01 09:13:31

                    2017年初,國家發改委、國家能源局和國土資源部共同印發了《地熱能開發利用“十三五”規劃》,這是我國出臺的第一份地熱發展五年規劃,也是地熱能在頂層設計中的首次亮相,這也意味著我國地熱資源開發已到了“破繭成蝶”的時候。對此,中國石化集團新星石油公司地熱開發專家周總瑛近日暢談了地熱資源開發進程,中國礦業報記者進行了追蹤報道。

              我國地熱資源具有競爭優勢

              地熱資源是一種可再生的清潔能源,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,地熱能不受季節、氣候、晝夜變化等外界因素干擾。

              周總瑛認為,地熱作為一種具有競爭力的新能源,其競爭優勢主要表現在地熱供暖為當前大氣污染治理提供了一條重要路徑,而且我國地熱資源豐富,分布廣泛,開發利用前景廣闊,地熱產業已經取得了長足進步。

              “發展地熱產業對于大氣污染治理的意義將更加突出。”周總瑛表示,目前,大氣污染造成的霧霾已引起社會關注,多數觀點趨向認為燃煤采暖鍋爐和散煤燃燒是造成霧霾的重要誘因。根據燃煤供暖鍋爐《鍋爐大氣污染排放標準》(GB13271-2014),二氧化硫、氮氧化物和粉塵排放標準分別為400毫克/立方米、400毫克/立方米、80毫克/立方米。據測算,散煤直燃的污染物排放量是工業燃煤的十幾倍。不管這種觀點是否符合事實,地熱資源為清潔能源卻是不爭的事實。與傳統的鍋爐供暖相比,地熱供暖既不排放二氧化碳,也不排放二氧化硫、氮氧化物和粉塵,可代替供暖鍋爐和直燃散煤的燃煤,不產生污染物。

              “我國地熱資源豐富,分布廣泛,開發利用前景廣闊。”周總瑛說,國土資源部2015年發布的資料顯示,淺層地熱能年可采資源量折合標煤7億噸;在中深層地熱能方面,中低溫地熱資源年可采量折合標煤18.8億噸,中-高溫地熱資源發電潛力996萬千瓦;干熱巖現正處于探索階段,3.0千米~10.0千米內資源量折合標煤860萬億噸。

              “我國地熱產業取得了長足發展,已成為我國可再生能源家族中的重要一員。”周總瑛表示,截至2015年底,我國地熱供暖/制冷面積近5億平方米。其中,淺層地熱能供暖/制冷面積3.92億平方米,中深層地熱供暖面積1.02億平方米,再加上發電、溫泉洗浴、種植養殖等,年可實現替代標煤2000萬噸,減排二氧化碳4920萬噸。

              領軍企業提前布局

              目前,我國有不少企業早就已經涉足地熱資源開發,中國石化集團公司就是其中之一。

              “地熱資源開發是中國石化集團公司能源戰略的重要組成部分,是中國石化實施綠色低碳戰略、促進節能減排和實施‘碧水藍天’、‘能效倍增’計劃的重要舉措。”周總瑛介紹,2013年11月,中國石化集團公司出臺了《關于中國石油化工集團公司地熱產業發展的指導意見》,將新星石油公司定位于以地熱資源開發利用為主的中國石化專業新能源公司,代表中國石化投資、建設、運營地熱和余熱等新能源產業。

              據悉,截至2016年12月,新星公司擁有地熱井399口、換熱站220座,建成供暖能力4900萬平方米,占全國中深層地熱供暖面積40%,年可替代標煤142萬噸,減排二氧化碳370萬噸,現已成為國內地熱開發利用規模最大的企業,地熱產業已初具規模。

              周總瑛表示,按照“實施一批、準備一批、研究一批”的勘探思路,新星公司著眼全國重點地熱田富集和熱儲分布規律研究,深入研究巖溶型、砂巖型、裂隙型熱儲三種類型,相繼在渤海灣盆地、南華北盆地、汾渭盆地、青藏高原等地區取得突破,形成了河北平原地區、豫北-豫東-魯西南地區、山西太原和陜西關中地區四個規模性勘查主戰場,形成了區域性、規?;責衢_發利用市場,地熱產業布局由點到面實現了跨越式發展,為地熱能產業發展提供了有力的資源保障。

              周總瑛對區域性、規?;責衢_發市場分別予以了闡述。

              在關中地區,以咸陽為中心向周邊輻射,西起寶雞、東至渭南,擁有了關中盆地地熱資源主要富集區,形成供暖能力達1000萬平方米。

              京津冀地區,以“雄縣模式”為示范引領,成功打造了中國第一個“無煙城”,滾動發展至容城、博野、辛集、東光、故城等15個市(縣)區,河北地區供暖面積達1500萬平方米。以京津冀一體化和舉辦冬奧會為契機,響應國家大氣治理的新要求,布局北京、天津、張家口等城市市場,加快推進天津寧河,北京房山良鄉、延慶等地熱項目。

              在太原地區,2014年新星公司與山西雙良集團成立合資公司,取得了太原市供暖特許經營權,在經濟技術開發區、高新技術開發區簽約一批供暖項目,供暖能力超過500萬平方米,正在向臨汾、運城等城區發展,“十三五”末,有望突破1500萬平方米。

              豫魯地區,以豫北和魯西南為重點,在河南長垣、蘭考、清豐和山東商河、樂陵等地區成功實施地熱資源開發,形成供暖能力達800萬平方米,并且正在向河南鄭州、許昌以及山東東營、青島等地拓展市場。

              不斷完善“地熱+”產業鏈

              “大力發展‘地熱+’新能源業務,由單一地熱供暖向油田采油污水余熱、工業余熱綜合利用發展,不斷完善產業鏈,大力發展節能環保產業。”周總瑛介紹,實施的主要項目有中原油田濮三聯污水余熱+地熱供暖項目、中石油咸陽助劑廠余熱供暖項目、東光化肥廠余熱供暖項目、徐州利國鋼鐵廢氣發電項目等。

              中原油田濮三聯污水余熱+地熱供暖項目是老舊小區改造項目,末端為散熱器采暖系統,采用高溫熱泵提取中原油田濮三聯回注污水余熱,鉆探1口地熱井,并結合燃氣鍋爐調峰,替代原有的燃煤鍋爐供暖,供暖面積達34萬平方米。

              中石油咸陽助劑廠余熱供暖項目將助劑廠內原油處理系統中的“助劑溶劑脫瀝青技術對劣質渣油進行預處理工藝”產生的熱量作為余熱熱源,利用板式換熱技術提取余熱,為周邊小區供暖。項目利用的余熱資源回收利用水量350立方米/小時~500立方米/小時,熱媒水80±5℃,供暖面積50萬平方米,審核減排量為7003噸標煤。

              東光化肥廠余熱供暖項目利用河北滄州東化公司造氣冷卻系統余熱,經過熱泵機組做功,輸出大溫差高溫熱水為周邊用戶供暖,供熱面積為200萬平方米,年節約標煤約6萬噸,減排二氧化碳約15萬噸。

              徐州利國鋼鐵廢氣發電項目利用鋼鐵廠煉鐵、煉鋼過程中產生的高爐煤氣和轉爐煤氣進行發電,采用技術先進成熟的燃氣鍋爐和中溫中壓汽輪發電機組。項目裝機容量15兆瓦,年發電量約1.08億千瓦時,節約標煤4.36萬噸,減排二氧化碳約10萬噸。

              核心技術體系初步形成

              “近年來,新星公司通過吸收引進和自主研發,已取得(申報)國家專利30多項,頒布地熱標準20余個,建立了地熱資源勘探、地熱資源評價、地熱鉆井成井工藝、地熱尾水回灌、地熱資源梯級利用和信息化系統六大技術體系,初步形成核心技術系統框架。”

              周總瑛進一步介紹了六大技術體系的工作方向及工作重點。

              地熱資源勘探技術體系,綜合運用地質、地球物理方法,開展全國地熱資源選區、選帶工作。查明地熱田熱儲類型與成因機制,建立雄縣、咸陽與甘孜等地熱田概念模型,明確重點盆地地熱富集區域與勘探層系,確定了關中、渤海灣、太原、南華北等盆地有利勘探區帶。

              地熱資源評價技術體系,剖析冀中坳陷、臨清坳陷、太原盆地、南華北盆地等巖相古地理特征,明確巖溶熱儲形成機理,建立相應巖溶熱儲演化模式。運用熱儲體積法開展了地熱資源評價工作,提交了太原、辛集、雄縣、咸陽、清豐等5個商業地熱田,提交地熱資源量折合標煤495億噸。

              地熱鉆井成井工藝技術體系,針對不同深度、地層和巖性,形成了適合不同熱儲類型的井身結構優化設計、低密度流體鉆井、熱儲層物性錄井、測井及儲層評價等鉆井成井工藝技術體系。

              地熱尾水回灌技術體系,地熱尾水回灌技術對地熱資源保護、減少資源浪費、延長生產井壽命以及減少環境污染等方面具有重要作用。新星公司開展了回灌技術攻關,實現灰巖熱儲層100%回灌,砂巖熱儲層回灌取得階段性成果。山東商河、樂陵試驗井回灌率超過80%,實現工業化推廣。

              地熱資源梯級利用技術體系,根據“品位對口,梯級利用”的用能思想,實現地熱發電、建筑高效供熱制冷、工農業生產和溫泉沐浴的梯級利用,大幅提高地熱能的轉化與利用。

              信息化系統技術體系,通過建設監測站網,實時監測、評價系統各環節能耗,采取氣候補償、熱平衡調節、自動控制等技術優化系統運營,提高熱效率,降低運行成本,提高系統運行穩定性、安全性。目前,咸陽、雄縣、辛集、樂陵、下二門等多個地熱站自動化運營監測效果良好。

              積極探索發展模式

              近幾年,新星公司一直在積極探索地熱產業的發展模式,步步為營,穩扎穩打。

              “我們成功打造了雄縣模式。”周總瑛介紹,2009年8月,新星公司與河北省雄縣政府簽署了《地熱開發合作協議》,對全縣地熱資源實行統一規劃、統一開發、統一管理。經過7年的建設,建成供暖能力450萬平方米,雄縣95%以上的城市供暖采用了地熱能,采取了先進的采灌均衡、間接換熱等技術,大大提高了地熱利用效率,降低了運營成本,建成全國首個“無煙城”。

              “我們在碳資產管理方面取得突破。”周總瑛說,2012年3月,新星公司成功注冊了全球首個地熱供清潔發展機制暖(CDM)項目——咸陽CDM項目,2013年再次成功注冊了雄縣CDM項目。2011年至2020年期間,兩個項目目標核定減排量總量約150萬噸。除此之處,另有14個項目已在國家發改委備案,為將來進入碳交易市場奠定基礎。

              此外,新星公司參與組建了國家地熱能中心,組織成立地熱能標委會、中冰地熱技術研發中心。

              周總瑛介紹,2012年6月,國家能源局批準依托新星石油公司的地熱專業力量組建國家地熱能源開發利用研究及應用技術推廣中心(簡稱:國家地熱能中心)。自中心成立以來,在國家能源局的指導下,國家地熱能中心開展了相關職能工作,協助國家能源局編制完成了《全國“十三五”地熱產業發展規劃》,這是中國地熱產業發展的里程碑。

              2016年5月,國家能源局正式發文批復中國石化組建“能源行業地熱能專業標準化技術委員會”,秘書處設在新星石油公司。標委會的成立將進一步加快地熱行業標準的制定,推動地熱能的科學化、標準化、規范化開發和運營,規范和引領地熱能行業發展。

              2016年12月9日,中冰地熱技術研發中心揭牌儀式在京舉行。研發中心依托新星石油公司、冰島國家能源局和冰島極地綠源公司三家單位,重點利用中冰合作的國際平臺,開展地熱信息交流、技術推廣、人員培養等方面的合作,特別是在地熱發電等方面進行聯合攻關。

              “十三五”發展規劃確定目標

              黨的十八大報告首次把生態文明建設與經濟建設、政治建設、文化建設、社會建設并列作為“五位一體”的總布局,將綠色發展提升到前所未有的高度。地熱產業發展面臨著歷史性的發展機遇。

              “到2020年,替代標煤7200萬噸,二氧化碳減排1.77億噸。在地熱供暖/制冷面積方面,累積新增11億平方米,其中,淺層地熱能7億平方米,中深層地熱4億平方米。重點在京津冀魯豫陜晉等地區開展地熱供暖,在長江流域等地區開展淺層地熱能供暖制冷,至2020年,累計達到16億平方米。在地熱發電裝機容量方面,累積新增50萬千瓦,至2020年累計實現地熱發電裝機容量53萬千瓦。”周總瑛介紹了我國十三五”地熱產業發展的總體目標。

              與此同時,新星公司也編制完成了自己的“十三五”地熱產業發展規劃。周總瑛表示,在地熱開發方面,堅持深淺結合、冷暖結合,瞄準打造“20個雄縣”目標,積極布局國內外兩個市場,大力推廣“地熱+”新能源集成項目,新增供暖/制冷面積1億平方米,新增地熱發電裝機容量200兆瓦。在余熱利用方面,采用合作共建、合同能源管理等模式,大力推進中石化系統內外余熱資源的利用,實現余熱發電新增裝機容量80兆瓦,余熱供暖新增利用利用量270兆瓦。

            閱讀量:    2017-08-31 09:20:29

            “我國地熱行業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。

            我國地熱能儲量

                    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。”

            地熱利用示意圖

                    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。”

            閱讀量:    2017-08-30 11:27:57

                       把地下熱能轉換為機械能,然后再把機械能轉換為電能的生產過程。根據地熱能的賦存形式,他熱能可分為蒸汽型、熱水型、干熱巖型、地壓型和巖漿型等五類。從地熱能的開發和能量轉換的角度來說,上述五類地熱資源都可以用來發電,但日前開發利用得較多的是蒸汽型及熱水型兩類資源。地熱發電的優點是:一般不需燃料,發電成本上多數情況下都比水電、火電、核電要低,設備的利用時間長,建廠投資一般都低于水電站,且不受降雨拉季節變化的影響,發電穩定,可以大大減少環境響污染,等等。

              利用地下熱水發電主要有降壓擴容法和中間介質法兩種: 采用雙循環系統即利用地下熱水間接加熱某些“低沸點物質”來推動汽輪機做功的發電方式。如在常壓下水的沸點為與100℃,而有些物質如氯乙烷和氟里昂在常壓下的沸點溫度分別為12.4℃及-29.8℃,這些物質被稱為“低沸點物質”。根據這些物質在低溫下沸騰的特性,可將它們作為中間介質進行地下熱水發電。利用“中間介質”發電萬法,既可以用100℃以上的地下熱水(汽),也可以用100℃以下的地下熱水。對于溫度較低的地下熱水來說,采用“降壓擴容法”效率較低,而且在技術上存在一定困難,而利用“中間介質法”則較為合適。

              這兩種方法都有它們各自的優缺點。地熱發電仍是一個新的課題,其發電的方法仍在不斷探索中。

              地下熱水往往含有大量的腐蝕性氣體,其中危害性最大的是硫化氫、二氧化碳、氧等,它們是導致腐蝕的主要因素,這些氣體進入汽輪機、附屬設備和管道,使其受到強烈的腐蝕。此外,地下熱水中含有結垢的成分,如硅、鈣、鎂、鐵等,以及對結垢有影響的氣體,如二氧化碳、氧和硫化氫等,產生的結垢經常以碳酸鈣、二氧化硅等化合物出現。因此,在利用地下熱水發電中要允分注意解決腐蝕和結垢問題。

            閱讀量:    2017-08-30 11:25:16
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