隨著“超級(jí)寒潮”的來臨,北方地區(qū)供暖“火力全開”,卻不免讓人擔(dān)憂霧霾頻頻造訪,南方地區(qū)則“供暖”呼聲一片。分布普遍、利用簡(jiǎn)便的新型清潔能源——地?zé)岬拈_發(fā)利用,或可以解南北之憂。據(jù)測(cè)算,我國(guó)336個(gè)主要城市淺層地溫能可利用量折合標(biāo)準(zhǔn)煤7億噸每年。豐富的資源如果有效開發(fā),可大大優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)。我國(guó)能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃(2014~2020年)明確提出,到2020年,地?zé)崮荛_發(fā)要達(dá)到5000萬噸標(biāo)煤。路線圖、時(shí)間表已定,我國(guó)地?zé)豳Y源正迎來迅猛發(fā)展時(shí)期。

汪集旸院士在中瑞新能源·第七屆中國(guó)地源熱泵行業(yè)高層論壇會(huì)上展示的資料圖
地?zé)豳Y源作為一種新型清潔能源,越來越受到人們的關(guān)注。我國(guó)地?zé)豳Y源的潛力怎樣?開發(fā)利用前景是否看好?如何讓地?zé)豳Y源發(fā)揮更大的作用?帶著這些問題,記者采訪了有關(guān)專家,他們表達(dá)出一個(gè)共同的觀點(diǎn)——在不久的將來,地?zé)豳Y源一定能“熱”起來。
地?zé)豳Y源是我們的“老朋友”
地?zé)豳Y源如今被看作是一種新型能源,但我國(guó)利用地?zé)岬臍v史卻十分悠久。早在先秦古籍《山海經(jīng)》里就有溫泉的記述,當(dāng)時(shí)稱溫泉為“湯”,秦始皇曾建“驪山湯”來治療瘡傷。唐代《法苑珠林》中《王玄策行傳》也有對(duì)西藏地?zé)豳Y源的記載:“吐蕃國(guó)西南有一涌泉,平地涌出,激水高五六尺,甚熱,煮肉即熟,氣上沖天,像似氣霧。” 我國(guó)地質(zhì)事業(yè)創(chuàng)始人之一章鴻釗先生的遺著《中國(guó)溫泉輯要》,共搜集到我國(guó)古代各史書有關(guān)溫泉的資料972處。
我國(guó)地?zé)豳Y源勘探與大規(guī)模開發(fā)利用始于上世紀(jì)中葉,大致可以劃分為初創(chuàng)、初步發(fā)展、重要進(jìn)展以及市場(chǎng)化等幾個(gè)階段。
1949年之后,隨著地質(zhì)找礦工作的開展,為建立和擴(kuò)建溫泉療養(yǎng)院,我國(guó)開始對(duì)溫泉進(jìn)行調(diào)查,在若干溫泉區(qū)進(jìn)行了地質(zhì)勘探,根據(jù)所獲得的資料對(duì)某些地區(qū)溫泉分布特點(diǎn)和其形成機(jī)制作了初步的分析和討論,并首次編制了全國(guó)溫泉分布圖。為配合大地構(gòu)造的研究,中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)研究所和地礦部地質(zhì)力學(xué)研究所于20世紀(jì)60年代初期先后開始研制巖石熱物理性質(zhì)測(cè)試和鉆井測(cè)溫裝置,地質(zhì)力學(xué)所在包括房山花崗巖巖體在內(nèi)的若干地點(diǎn)測(cè)得了較準(zhǔn)確的傳導(dǎo)地溫梯度數(shù)據(jù),地質(zhì)所估算得出了松遼盆地3個(gè)熱流值。這個(gè)時(shí)期,由于投入地?zé)峁ぷ鞯牧α坑邢?,工作進(jìn)展緩慢,處于起步階段。
20世紀(jì)60年代末至70年代初,地?zé)崮茏鳛橐环N新能源在國(guó)際上逐漸興起,在我國(guó)著名地質(zhì)學(xué)家李四光教授的倡導(dǎo)下,地?zé)豳Y源在我國(guó)引起廣泛的注意。我國(guó)地?zé)嵫芯抗ぷ髟趨^(qū)域地?zé)豳Y源普查、地?zé)豳Y源開發(fā)利用、地?zé)峄A(chǔ)理論方面都取得了顯著的進(jìn)展。
上世紀(jì)70年代以來,我國(guó)在20多個(gè)省區(qū)開展地?zé)豳Y源普查和考察,累積了一批資料,其中尤以中國(guó)科學(xué)院青藏高原綜合科學(xué)考察隊(duì)于1973年~1976年對(duì)西藏高原地?zé)峄顒?dòng)地表熱顯示的考察最為系統(tǒng)而全面。同時(shí),我國(guó)開始進(jìn)行地?zé)岚l(fā)電站的建設(shè)。1975年開始布鉆勘探的西藏羊八井地?zé)崽?,是我?guó)大陸經(jīng)勘探證實(shí)的第一個(gè)高溫地?zé)崽?,并?977年建立了一座裝機(jī)容量為1MWe的示范性電站。羊八井地?zé)犭娬镜某晒\(yùn)行,有效緩解了當(dāng)?shù)氐挠秒娎щy,鼓舞了國(guó)家和地方的能源決策部門,對(duì)于推動(dòng)地?zé)崽镩_發(fā)有著重要意義。
在地?zé)崂玫钠渌矫?,北京、天津和西安等地區(qū)相繼開展了低溫?zé)崴疁厥曳N植、水產(chǎn)養(yǎng)殖、療養(yǎng)—洗浴和取暖等地?zé)峋C合利用的試驗(yàn)研究。在地?zé)峄A(chǔ)理論研究方面,我國(guó)的地質(zhì)科學(xué)家初步分析了華北平原地溫分布的特點(diǎn)和局部地?zé)岙惓5男纬蓹C(jī)制,發(fā)表了我國(guó)第一批大地?zé)崃鲾?shù)據(jù)并作出相應(yīng)的解釋;以板塊構(gòu)造觀點(diǎn),討論了西藏高原現(xiàn)代強(qiáng)烈水熱活動(dòng)的機(jī)制,首次提出喜馬拉雅地?zé)釒У母拍钚阅J?;用流體力學(xué)方法,探討了海底擴(kuò)張的驅(qū)動(dòng)機(jī)制,大陸巖石圈的熱模式和地饅熱柱上涌等問題。
進(jìn)入上世紀(jì)80年代,我國(guó)地?zé)嵫芯吭谇捌诠ぷ鞯幕A(chǔ)上,有了重要的進(jìn)展,主要表現(xiàn)為:在地?zé)嵘嫌兄匾饬x的地區(qū)或地質(zhì)構(gòu)造單元有計(jì)劃地進(jìn)行了研究;有重點(diǎn)地開展了地?zé)豳Y源勘探研究,對(duì)我國(guó)地?zé)豳Y源分布特點(diǎn),或?qū)ζ錆摿ψ髁朔治龊驮u(píng)估;地?zé)嵫芯康赜蛴申懙叵蚝Q髷U(kuò)展;礦山地?zé)岷陀吞锏責(zé)峁ぷ鬟M(jìn)一步開展。
隨著地?zé)豳Y源的自身優(yōu)勢(shì)和我國(guó)社會(huì)發(fā)展與經(jīng)濟(jì)技術(shù)進(jìn)步,上世紀(jì)90年代以來,我國(guó)掀起了地?zé)豳Y源開發(fā)熱潮。地?zé)峋絹碓缴睿ㄗ钌钜堰^4000米),范圍也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了“地?zé)岙惓?rdquo;的概念,具有十分明顯的市場(chǎng)特征。這期間的勘查工作多圍繞井點(diǎn)進(jìn)行,未進(jìn)行全面系統(tǒng)的區(qū)域性勘查評(píng)價(jià)工作。由于地?zé)豳Y源勘查與開采的市場(chǎng)化,造成了不科學(xué)的無序開采局面和資源的極大浪費(fèi)。雖然天津、北京、西安等主要開發(fā)區(qū)采取了必要的政府干預(yù)手段,但效果并不明顯。
為摸清我國(guó)地?zé)豳Y源家底,推進(jìn)地?zé)豳Y源的合理開發(fā)利用,自1999年國(guó)土資源大調(diào)查開展以來,基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性的地?zé)豳Y源調(diào)查評(píng)價(jià)逐漸展開。中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局先后組織實(shí)施了寧夏銀川平原、北京市城區(qū)等地地?zé)豳Y源調(diào)查評(píng)價(jià)工作,并于2011年開始部署“全國(guó)地?zé)豳Y源調(diào)查評(píng)價(jià)”工作,基本摸清了我國(guó)地?zé)豳Y源家底。
近年來,我國(guó)十分重視能源結(jié)構(gòu)調(diào)整,鼓勵(lì)清潔能源的開發(fā)利用。作為一種新型清潔能源,地?zé)豳Y源的“熱度”越來越高,其開發(fā)利用正迎來迅猛發(fā)展的歷史時(shí)期。
我國(guó)擁有十分豐富的地?zé)豳Y源
專家介紹說,地?zé)豳Y源是指貯存在地球內(nèi)部的可再生熱能,分為三種:第一種是淺層地溫能,分布最為廣泛,溫度一般低于25℃ ,埋藏深度較淺;第二種是水熱型地?zé)幔蠹叶际煜さ臏厝蛯儆诖祟?,溫度高?5℃;第三種是干熱巖,一般沒有流體或有少量流體,溫度高于150℃,埋深數(shù)千米。
三種類型的地?zé)豳Y源,我國(guó)都蘊(yùn)藏豐富。近年來,中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局加強(qiáng)了對(duì)地?zé)豳Y源的調(diào)查評(píng)價(jià)和潛力評(píng)估,基本摸清了我國(guó)地?zé)豳Y源的家底。在淺層地溫能方面,我國(guó)336個(gè)主要城市淺層地溫能可利用量折合標(biāo)準(zhǔn)煤7億噸/每年,如果這些淺層地溫都能開發(fā)利用,可實(shí)現(xiàn)夏季制冷空調(diào)面積232億平方米,冬季制熱供暖面積225億平方米。
在水熱型地?zé)豳Y源方面,目前我國(guó)已查明溫泉2334處,地?zé)峋?818眼。我國(guó)地?zé)豳Y源量折合12500億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,已探明地?zé)崃黧w可采熱量相當(dāng)于1.17億噸標(biāo)準(zhǔn)煤每年,高溫地?zé)豳Y源發(fā)電潛力為846萬千瓦。我國(guó)最具高溫地?zé)豳Y源潛力的地區(qū)位于西藏自治區(qū)南部,在西藏自治區(qū)措美縣古堆高溫地?zé)犸@示區(qū)實(shí)施的地?zé)徙@探,400米深度的溫度高達(dá)205℃,為我國(guó)同深度最高溫度。近年來,在四川省西部也發(fā)現(xiàn)了大量高溫地?zé)豳Y源,顯示出巨大潛力。
全國(guó)干熱巖資源潛力評(píng)估顯示,我國(guó)大陸3~10千米深處干熱巖資源總計(jì)為2.52×1025焦耳(美國(guó)的估算結(jié)果為1.67×1025焦耳,不包括黃石公園地區(qū)),折合860萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。如果能提取其中的2%,就相當(dāng)于我國(guó)2014年能源消耗的4040倍。近年來,中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局組織開展干熱巖勘查試驗(yàn),于2014年與青海省合作開展干熱巖勘查,在共和盆地和貴德盆地3000米深鉆探發(fā)現(xiàn)了溫度達(dá)180℃和150℃的干熱巖。2015年,中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局實(shí)施的我國(guó)第一口4000米干熱巖科學(xué)鉆探孔在福建漳州開鉆,目前鉆探深度達(dá)到3100米。
利用地?zé)崾蔷G色發(fā)展的必由之路
2014年,全國(guó)能源消費(fèi)總量中,煤炭占66.0%。煤炭等傳統(tǒng)化石能源在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中占有比例過大。就拿京津冀地區(qū)來說,大氣污染嚴(yán)重,除了機(jī)動(dòng)車和工業(yè)等因素,分散的燃煤供暖也是重要原因。要想實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展,就必須提高清潔能源在能源結(jié)構(gòu)中的比重,利用好地?zé)豳Y源是必由之路。我國(guó)能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃(2014~2020年)明確提出,到2020年,非化石能源占能源結(jié)構(gòu)的15%,地?zé)崮荛_發(fā)要達(dá)到5000萬噸標(biāo)煤。
中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地?zé)豳Y源調(diào)查研究中心主任、中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所所長(zhǎng)石建省指出,地?zé)豳Y源具有分布普遍、利用簡(jiǎn)便、可再生、清潔、綠色等稟賦,可以顯著改善能源結(jié)構(gòu),能夠緩解北方地區(qū)霧霾危害,為南方冬季供暖提供穩(wěn)定能源,解決高原邊遠(yuǎn)地區(qū)用電短缺問題,促進(jìn)東部發(fā)達(dá)地區(qū)優(yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等。
據(jù)了解,2009年8月,河北省雄縣政府與中國(guó)石化新星公司簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議。經(jīng)過4年多努力,雄縣90%以上的供暖均采用地?zé)崮茉?,年替代?biāo)煤9萬噸,減排二氧化碳22.5萬噸,建成華北地區(qū)首座無煙城。國(guó)家能源局將這種開發(fā)利用地?zé)岬哪J椒Q為“雄縣模式”。“雄縣模式”之后,我國(guó)地?zé)峤缯诖蛟?ldquo;南通小洋口模式”和“廣東豐順模式”,即在南方有條件地區(qū),利用淺層地?zé)崮堋⒅械蜏氐責(zé)豳Y源,打造“分布式地?zé)峁┡⒅评湎到y(tǒng)”以解決南方冬季供暖、夏季制冷(空調(diào))問題。
中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地?zé)豳Y源調(diào)查研究中心副主任(秘書長(zhǎng))、中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所所長(zhǎng)助理王貴玲介紹,我國(guó)主要城市有超過三分之一的面積適宜采用地下水地源熱泵方式供暖或制冷,而地埋管地源熱泵系統(tǒng)適宜區(qū)和較適宜區(qū)占82%,淺層地溫能資源是我國(guó)東部地區(qū)和南方分布式供暖的首選。在利用水熱型地?zé)豳Y源方面,應(yīng)逐步形成西南地區(qū)高溫地?zé)岚l(fā)電、東南沿海中低溫地?zé)岚l(fā)電、華北和東北地區(qū)地?zé)峁┡闹鞲窬郑⑦M(jìn)一步規(guī)范和發(fā)展地?zé)崧糜委燄B(yǎng)市場(chǎng)。然而,無論是“雄縣模式”還是“小洋口模式”、“豐順模式”,都不可能完全照搬。不同地區(qū),由于資源稟賦、氣候、人口密集程度等原因,地?zé)豳Y源的利用模式也不同,要探索、總結(jié)和完善各種利用模式,促進(jìn)地?zé)豳Y源的合理利用。
中國(guó)科學(xué)院院士汪集旸指出,“一帶一路”既要求互聯(lián)互通,又強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新發(fā)展,蘊(yùn)含著地?zé)豳Y源開發(fā)利用的巨大機(jī)遇。從“一帶一路”沿線國(guó)家來看,很多地區(qū)傳統(tǒng)能源(石油、天然氣)十分豐富,但污染嚴(yán)重。地?zé)豳Y源在“一帶一路”地區(qū)有著廣泛的分布,如肯尼亞、意大利、土耳其等國(guó)地?zé)豳Y源十分豐富,有些地區(qū)尚待開發(fā),作為綠色能源,應(yīng)該優(yōu)先加以開發(fā)利用。
作為“新絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶”起點(diǎn)的西安市,目前正在著手建設(shè)西咸新區(qū)地?zé)崮茉醇夹g(shù)研發(fā)與示范基地?;匕淄呒?jí)地?zé)岚l(fā)電站、鉆井群地下試驗(yàn)場(chǎng)、地?zé)峄毓鄬?shí)驗(yàn)站、深井地下科學(xué)觀測(cè)站、園區(qū)供電供熱系統(tǒng)以及地?zé)嵛幕c教育中心。
制定地?zé)崂玫穆肪€圖和時(shí)間表
專家認(rèn)為,推進(jìn)地?zé)豳Y源開發(fā)利用,應(yīng)當(dāng)有一個(gè)國(guó)家層面的總體規(guī)劃,突出重點(diǎn),因地制宜。
中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)部水文地質(zhì)處處長(zhǎng)吳愛民指出,在下一步工作中,要加強(qiáng)京津冀、長(zhǎng)江中下游等國(guó)家重大戰(zhàn)略區(qū)淺層地溫能和水熱型地?zé)豳Y源調(diào)查評(píng)價(jià)與推廣示范。著力推動(dòng)中小城市(鎮(zhèn))和社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)中的地?zé)豳Y源開發(fā)利用,為京津冀地區(qū)大氣污染防治以及南方冬冷地區(qū)解決供暖問題提供地?zé)崆鍧嵞茉矗瑴p少溫室氣體排放。同時(shí),加強(qiáng)典型高溫地?zé)釁^(qū)(田)調(diào)查評(píng)價(jià)。我國(guó)西南地區(qū)高溫地?zé)豳Y源豐富,開發(fā)利用潛力巨大。建議加強(qiáng)西南地區(qū)尤其是西藏地區(qū)高溫地?zé)釁^(qū)(田)調(diào)查評(píng)價(jià),推動(dòng)西藏高溫地?zé)犭娬窘ㄔO(shè),建設(shè)西藏清潔能源國(guó)家品牌。
干熱巖作為開發(fā)難度最大的地?zé)豳Y源,專家建議,要緊跟國(guó)際步伐,開展干熱巖調(diào)查評(píng)價(jià)與勘查開發(fā)試驗(yàn)試點(diǎn),探索建立具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的中國(guó)特色干熱巖資源勘查開發(fā)技術(shù)體系,為未來開發(fā)利用提供資源儲(chǔ)備和技術(shù)儲(chǔ)備。王貴玲表示,我國(guó)計(jì)劃到2020年,圈定一批遠(yuǎn)景區(qū),初步建成1~2個(gè)干熱巖示范研究基地,實(shí)現(xiàn)干熱巖發(fā)電;到2030年,建立整個(gè)干熱巖勘查開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)體系,初步實(shí)現(xiàn)干熱巖發(fā)電商業(yè)化;希望到2050年,能夠?qū)崿F(xiàn)中國(guó)干熱巖大規(guī)模商業(yè)化開發(fā)。
王貴玲介紹說,“十三五”我國(guó)地?zé)豳Y源調(diào)查評(píng)價(jià)的主要部署為:
一是長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶淺層地溫能資源調(diào)查,推動(dòng)南方分布式供暖的實(shí)施。提供供暖面積可達(dá)3億平方米的淺層地溫能開發(fā)利用適宜區(qū),為2000萬人供暖(制冷)提供保障,同時(shí)建立淺層地溫能開發(fā)利用示范工程;
二是加強(qiáng)京津冀地區(qū)地?zé)豳Y源綜合利用,開展淺層地溫資源量補(bǔ)充調(diào)查和綜合評(píng)價(jià)、水熱型地?zé)崮苜Y源量可持續(xù)利用調(diào)查評(píng)價(jià)、油田區(qū)石油生產(chǎn)尾水可利用資源量評(píng)價(jià)、干熱巖型地?zé)崮苜Y源量遠(yuǎn)景調(diào)查與勘察區(qū)劃;
三是重點(diǎn)地區(qū)高溫地?zé)豳Y源調(diào)查,為地?zé)岚l(fā)電提供資源基礎(chǔ)。力爭(zhēng)新發(fā)現(xiàn)高溫地?zé)崽?0~15處,預(yù)計(jì)每年節(jié)省1000萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤,減排二氧化碳0.27億噸;四是在摸清家底的前提下,推動(dòng)干熱巖開發(fā)實(shí)驗(yàn),追蹤國(guó)際先進(jìn)技術(shù)。
天津地?zé)峥辈殚_發(fā)設(shè)計(jì)院院長(zhǎng)孫寶成指出,做好地?zé)豳Y源開發(fā)利用的規(guī)劃十分重要,規(guī)劃的指導(dǎo)思想應(yīng)該是貫徹中央關(guān)于礦產(chǎn)資源開發(fā)利用“在保護(hù)中開發(fā),在開發(fā)中保護(hù)”的方針,以資源與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展為根本出發(fā)點(diǎn),以實(shí)現(xiàn)地?zé)豳Y源開發(fā)利用“有序有償,結(jié)構(gòu)優(yōu)化,集約高效,采灌結(jié)合,綜合利用,科學(xué)保護(hù)”為總要求,發(fā)揮地?zé)豳Y源獨(dú)特的復(fù)合優(yōu)勢(shì),為本地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)發(fā)揮應(yīng)有作用。
石建省指出,加快推進(jìn)地?zé)犷I(lǐng)域科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)培育,需要大力加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合,構(gòu)建地?zé)崂眉夹g(shù)研發(fā)和推廣服務(wù)平臺(tái)。他倡議各方在地?zé)豳Y源勘查、科技創(chuàng)新、科學(xué)普及、學(xué)術(shù)交流、人才培養(yǎng)等方面加強(qiáng)合作,探索地?zé)峥萍俭w制機(jī)制,激發(fā)地?zé)峥萍紕?chuàng)新活力,調(diào)動(dòng)地?zé)峥萍假Y源和要素投入。
歡迎一切與地源熱泵行業(yè)相關(guān)的新聞包括但不限于投標(biāo)中標(biāo)、技術(shù)研發(fā)、新品發(fā)布、從業(yè)經(jīng)驗(yàn)、施工技巧、成功案例、創(chuàng)新思維的資訊或論文類投稿,本網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)部將擇優(yōu)在地源熱泵網(wǎng)微信公眾平臺(tái)(微信號(hào):www-dyrbw-com,您也可掃描下面的二維碼)、新浪公眾平臺(tái)、地源熱泵網(wǎng)主站、《地源熱泵》雜志上刊登。投稿郵箱:dyrbw@dyrbw.com
地?zé)豳Y源是我們的“老朋友”
地?zé)豳Y源如今被看作是一種新型能源,但我國(guó)利用地?zé)岬臍v史卻十分悠久。早在先秦古籍《山海經(jīng)》里就有溫泉的記述,當(dāng)時(shí)稱溫泉為“湯”,秦始皇曾建“驪山湯”來治療瘡傷。唐代《法苑珠林》中《王玄策行傳》也有對(duì)西藏地?zé)豳Y源的記載:“吐蕃國(guó)西南有一涌泉,平地涌出,激水高五六尺,甚熱,煮肉即熟,氣上沖天,像似氣霧。” 我國(guó)地質(zhì)事業(yè)創(chuàng)始人之一章鴻釗先生的遺著《中國(guó)溫泉輯要》,共搜集到我國(guó)古代各史書有關(guān)溫泉的資料972處。
我國(guó)地?zé)豳Y源勘探與大規(guī)模開發(fā)利用始于上世紀(jì)中葉,大致可以劃分為初創(chuàng)、初步發(fā)展、重要進(jìn)展以及市場(chǎng)化等幾個(gè)階段。
1949年之后,隨著地質(zhì)找礦工作的開展,為建立和擴(kuò)建溫泉療養(yǎng)院,我國(guó)開始對(duì)溫泉進(jìn)行調(diào)查,在若干溫泉區(qū)進(jìn)行了地質(zhì)勘探,根據(jù)所獲得的資料對(duì)某些地區(qū)溫泉分布特點(diǎn)和其形成機(jī)制作了初步的分析和討論,并首次編制了全國(guó)溫泉分布圖。為配合大地構(gòu)造的研究,中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)研究所和地礦部地質(zhì)力學(xué)研究所于20世紀(jì)60年代初期先后開始研制巖石熱物理性質(zhì)測(cè)試和鉆井測(cè)溫裝置,地質(zhì)力學(xué)所在包括房山花崗巖巖體在內(nèi)的若干地點(diǎn)測(cè)得了較準(zhǔn)確的傳導(dǎo)地溫梯度數(shù)據(jù),地質(zhì)所估算得出了松遼盆地3個(gè)熱流值。這個(gè)時(shí)期,由于投入地?zé)峁ぷ鞯牧α坑邢?,工作進(jìn)展緩慢,處于起步階段。
20世紀(jì)60年代末至70年代初,地?zé)崮茏鳛橐环N新能源在國(guó)際上逐漸興起,在我國(guó)著名地質(zhì)學(xué)家李四光教授的倡導(dǎo)下,地?zé)豳Y源在我國(guó)引起廣泛的注意。我國(guó)地?zé)嵫芯抗ぷ髟趨^(qū)域地?zé)豳Y源普查、地?zé)豳Y源開發(fā)利用、地?zé)峄A(chǔ)理論方面都取得了顯著的進(jìn)展。
上世紀(jì)70年代以來,我國(guó)在20多個(gè)省區(qū)開展地?zé)豳Y源普查和考察,累積了一批資料,其中尤以中國(guó)科學(xué)院青藏高原綜合科學(xué)考察隊(duì)于1973年~1976年對(duì)西藏高原地?zé)峄顒?dòng)地表熱顯示的考察最為系統(tǒng)而全面。同時(shí),我國(guó)開始進(jìn)行地?zé)岚l(fā)電站的建設(shè)。1975年開始布鉆勘探的西藏羊八井地?zé)崽?,是我?guó)大陸經(jīng)勘探證實(shí)的第一個(gè)高溫地?zé)崽?,并?977年建立了一座裝機(jī)容量為1MWe的示范性電站。羊八井地?zé)犭娬镜某晒\(yùn)行,有效緩解了當(dāng)?shù)氐挠秒娎щy,鼓舞了國(guó)家和地方的能源決策部門,對(duì)于推動(dòng)地?zé)崽镩_發(fā)有著重要意義。
在地?zé)崂玫钠渌矫?,北京、天津和西安等地區(qū)相繼開展了低溫?zé)崴疁厥曳N植、水產(chǎn)養(yǎng)殖、療養(yǎng)—洗浴和取暖等地?zé)峋C合利用的試驗(yàn)研究。在地?zé)峄A(chǔ)理論研究方面,我國(guó)的地質(zhì)科學(xué)家初步分析了華北平原地溫分布的特點(diǎn)和局部地?zé)岙惓5男纬蓹C(jī)制,發(fā)表了我國(guó)第一批大地?zé)崃鲾?shù)據(jù)并作出相應(yīng)的解釋;以板塊構(gòu)造觀點(diǎn),討論了西藏高原現(xiàn)代強(qiáng)烈水熱活動(dòng)的機(jī)制,首次提出喜馬拉雅地?zé)釒У母拍钚阅J?;用流體力學(xué)方法,探討了海底擴(kuò)張的驅(qū)動(dòng)機(jī)制,大陸巖石圈的熱模式和地饅熱柱上涌等問題。
進(jìn)入上世紀(jì)80年代,我國(guó)地?zé)嵫芯吭谇捌诠ぷ鞯幕A(chǔ)上,有了重要的進(jìn)展,主要表現(xiàn)為:在地?zé)嵘嫌兄匾饬x的地區(qū)或地質(zhì)構(gòu)造單元有計(jì)劃地進(jìn)行了研究;有重點(diǎn)地開展了地?zé)豳Y源勘探研究,對(duì)我國(guó)地?zé)豳Y源分布特點(diǎn),或?qū)ζ錆摿ψ髁朔治龊驮u(píng)估;地?zé)嵫芯康赜蛴申懙叵蚝Q髷U(kuò)展;礦山地?zé)岷陀吞锏責(zé)峁ぷ鬟M(jìn)一步開展。
隨著地?zé)豳Y源的自身優(yōu)勢(shì)和我國(guó)社會(huì)發(fā)展與經(jīng)濟(jì)技術(shù)進(jìn)步,上世紀(jì)90年代以來,我國(guó)掀起了地?zé)豳Y源開發(fā)熱潮。地?zé)峋絹碓缴睿ㄗ钌钜堰^4000米),范圍也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了“地?zé)岙惓?rdquo;的概念,具有十分明顯的市場(chǎng)特征。這期間的勘查工作多圍繞井點(diǎn)進(jìn)行,未進(jìn)行全面系統(tǒng)的區(qū)域性勘查評(píng)價(jià)工作。由于地?zé)豳Y源勘查與開采的市場(chǎng)化,造成了不科學(xué)的無序開采局面和資源的極大浪費(fèi)。雖然天津、北京、西安等主要開發(fā)區(qū)采取了必要的政府干預(yù)手段,但效果并不明顯。
為摸清我國(guó)地?zé)豳Y源家底,推進(jìn)地?zé)豳Y源的合理開發(fā)利用,自1999年國(guó)土資源大調(diào)查開展以來,基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性的地?zé)豳Y源調(diào)查評(píng)價(jià)逐漸展開。中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局先后組織實(shí)施了寧夏銀川平原、北京市城區(qū)等地地?zé)豳Y源調(diào)查評(píng)價(jià)工作,并于2011年開始部署“全國(guó)地?zé)豳Y源調(diào)查評(píng)價(jià)”工作,基本摸清了我國(guó)地?zé)豳Y源家底。
近年來,我國(guó)十分重視能源結(jié)構(gòu)調(diào)整,鼓勵(lì)清潔能源的開發(fā)利用。作為一種新型清潔能源,地?zé)豳Y源的“熱度”越來越高,其開發(fā)利用正迎來迅猛發(fā)展的歷史時(shí)期。
我國(guó)擁有十分豐富的地?zé)豳Y源
專家介紹說,地?zé)豳Y源是指貯存在地球內(nèi)部的可再生熱能,分為三種:第一種是淺層地溫能,分布最為廣泛,溫度一般低于25℃ ,埋藏深度較淺;第二種是水熱型地?zé)幔蠹叶际煜さ臏厝蛯儆诖祟?,溫度高?5℃;第三種是干熱巖,一般沒有流體或有少量流體,溫度高于150℃,埋深數(shù)千米。
三種類型的地?zé)豳Y源,我國(guó)都蘊(yùn)藏豐富。近年來,中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局加強(qiáng)了對(duì)地?zé)豳Y源的調(diào)查評(píng)價(jià)和潛力評(píng)估,基本摸清了我國(guó)地?zé)豳Y源的家底。在淺層地溫能方面,我國(guó)336個(gè)主要城市淺層地溫能可利用量折合標(biāo)準(zhǔn)煤7億噸/每年,如果這些淺層地溫都能開發(fā)利用,可實(shí)現(xiàn)夏季制冷空調(diào)面積232億平方米,冬季制熱供暖面積225億平方米。
在水熱型地?zé)豳Y源方面,目前我國(guó)已查明溫泉2334處,地?zé)峋?818眼。我國(guó)地?zé)豳Y源量折合12500億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,已探明地?zé)崃黧w可采熱量相當(dāng)于1.17億噸標(biāo)準(zhǔn)煤每年,高溫地?zé)豳Y源發(fā)電潛力為846萬千瓦。我國(guó)最具高溫地?zé)豳Y源潛力的地區(qū)位于西藏自治區(qū)南部,在西藏自治區(qū)措美縣古堆高溫地?zé)犸@示區(qū)實(shí)施的地?zé)徙@探,400米深度的溫度高達(dá)205℃,為我國(guó)同深度最高溫度。近年來,在四川省西部也發(fā)現(xiàn)了大量高溫地?zé)豳Y源,顯示出巨大潛力。
全國(guó)干熱巖資源潛力評(píng)估顯示,我國(guó)大陸3~10千米深處干熱巖資源總計(jì)為2.52×1025焦耳(美國(guó)的估算結(jié)果為1.67×1025焦耳,不包括黃石公園地區(qū)),折合860萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。如果能提取其中的2%,就相當(dāng)于我國(guó)2014年能源消耗的4040倍。近年來,中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局組織開展干熱巖勘查試驗(yàn),于2014年與青海省合作開展干熱巖勘查,在共和盆地和貴德盆地3000米深鉆探發(fā)現(xiàn)了溫度達(dá)180℃和150℃的干熱巖。2015年,中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局實(shí)施的我國(guó)第一口4000米干熱巖科學(xué)鉆探孔在福建漳州開鉆,目前鉆探深度達(dá)到3100米。
利用地?zé)崾蔷G色發(fā)展的必由之路
2014年,全國(guó)能源消費(fèi)總量中,煤炭占66.0%。煤炭等傳統(tǒng)化石能源在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中占有比例過大。就拿京津冀地區(qū)來說,大氣污染嚴(yán)重,除了機(jī)動(dòng)車和工業(yè)等因素,分散的燃煤供暖也是重要原因。要想實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展,就必須提高清潔能源在能源結(jié)構(gòu)中的比重,利用好地?zé)豳Y源是必由之路。我國(guó)能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃(2014~2020年)明確提出,到2020年,非化石能源占能源結(jié)構(gòu)的15%,地?zé)崮荛_發(fā)要達(dá)到5000萬噸標(biāo)煤。
中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地?zé)豳Y源調(diào)查研究中心主任、中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所所長(zhǎng)石建省指出,地?zé)豳Y源具有分布普遍、利用簡(jiǎn)便、可再生、清潔、綠色等稟賦,可以顯著改善能源結(jié)構(gòu),能夠緩解北方地區(qū)霧霾危害,為南方冬季供暖提供穩(wěn)定能源,解決高原邊遠(yuǎn)地區(qū)用電短缺問題,促進(jìn)東部發(fā)達(dá)地區(qū)優(yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等。
據(jù)了解,2009年8月,河北省雄縣政府與中國(guó)石化新星公司簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議。經(jīng)過4年多努力,雄縣90%以上的供暖均采用地?zé)崮茉?,年替代?biāo)煤9萬噸,減排二氧化碳22.5萬噸,建成華北地區(qū)首座無煙城。國(guó)家能源局將這種開發(fā)利用地?zé)岬哪J椒Q為“雄縣模式”。“雄縣模式”之后,我國(guó)地?zé)峤缯诖蛟?ldquo;南通小洋口模式”和“廣東豐順模式”,即在南方有條件地區(qū),利用淺層地?zé)崮堋⒅械蜏氐責(zé)豳Y源,打造“分布式地?zé)峁┡⒅评湎到y(tǒng)”以解決南方冬季供暖、夏季制冷(空調(diào))問題。
中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地?zé)豳Y源調(diào)查研究中心副主任(秘書長(zhǎng))、中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所所長(zhǎng)助理王貴玲介紹,我國(guó)主要城市有超過三分之一的面積適宜采用地下水地源熱泵方式供暖或制冷,而地埋管地源熱泵系統(tǒng)適宜區(qū)和較適宜區(qū)占82%,淺層地溫能資源是我國(guó)東部地區(qū)和南方分布式供暖的首選。在利用水熱型地?zé)豳Y源方面,應(yīng)逐步形成西南地區(qū)高溫地?zé)岚l(fā)電、東南沿海中低溫地?zé)岚l(fā)電、華北和東北地區(qū)地?zé)峁┡闹鞲窬郑⑦M(jìn)一步規(guī)范和發(fā)展地?zé)崧糜委燄B(yǎng)市場(chǎng)。然而,無論是“雄縣模式”還是“小洋口模式”、“豐順模式”,都不可能完全照搬。不同地區(qū),由于資源稟賦、氣候、人口密集程度等原因,地?zé)豳Y源的利用模式也不同,要探索、總結(jié)和完善各種利用模式,促進(jìn)地?zé)豳Y源的合理利用。
中國(guó)科學(xué)院院士汪集旸指出,“一帶一路”既要求互聯(lián)互通,又強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新發(fā)展,蘊(yùn)含著地?zé)豳Y源開發(fā)利用的巨大機(jī)遇。從“一帶一路”沿線國(guó)家來看,很多地區(qū)傳統(tǒng)能源(石油、天然氣)十分豐富,但污染嚴(yán)重。地?zé)豳Y源在“一帶一路”地區(qū)有著廣泛的分布,如肯尼亞、意大利、土耳其等國(guó)地?zé)豳Y源十分豐富,有些地區(qū)尚待開發(fā),作為綠色能源,應(yīng)該優(yōu)先加以開發(fā)利用。
作為“新絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶”起點(diǎn)的西安市,目前正在著手建設(shè)西咸新區(qū)地?zé)崮茉醇夹g(shù)研發(fā)與示范基地?;匕淄呒?jí)地?zé)岚l(fā)電站、鉆井群地下試驗(yàn)場(chǎng)、地?zé)峄毓鄬?shí)驗(yàn)站、深井地下科學(xué)觀測(cè)站、園區(qū)供電供熱系統(tǒng)以及地?zé)嵛幕c教育中心。
制定地?zé)崂玫穆肪€圖和時(shí)間表
專家認(rèn)為,推進(jìn)地?zé)豳Y源開發(fā)利用,應(yīng)當(dāng)有一個(gè)國(guó)家層面的總體規(guī)劃,突出重點(diǎn),因地制宜。
中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)部水文地質(zhì)處處長(zhǎng)吳愛民指出,在下一步工作中,要加強(qiáng)京津冀、長(zhǎng)江中下游等國(guó)家重大戰(zhàn)略區(qū)淺層地溫能和水熱型地?zé)豳Y源調(diào)查評(píng)價(jià)與推廣示范。著力推動(dòng)中小城市(鎮(zhèn))和社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)中的地?zé)豳Y源開發(fā)利用,為京津冀地區(qū)大氣污染防治以及南方冬冷地區(qū)解決供暖問題提供地?zé)崆鍧嵞茉矗瑴p少溫室氣體排放。同時(shí),加強(qiáng)典型高溫地?zé)釁^(qū)(田)調(diào)查評(píng)價(jià)。我國(guó)西南地區(qū)高溫地?zé)豳Y源豐富,開發(fā)利用潛力巨大。建議加強(qiáng)西南地區(qū)尤其是西藏地區(qū)高溫地?zé)釁^(qū)(田)調(diào)查評(píng)價(jià),推動(dòng)西藏高溫地?zé)犭娬窘ㄔO(shè),建設(shè)西藏清潔能源國(guó)家品牌。
干熱巖作為開發(fā)難度最大的地?zé)豳Y源,專家建議,要緊跟國(guó)際步伐,開展干熱巖調(diào)查評(píng)價(jià)與勘查開發(fā)試驗(yàn)試點(diǎn),探索建立具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的中國(guó)特色干熱巖資源勘查開發(fā)技術(shù)體系,為未來開發(fā)利用提供資源儲(chǔ)備和技術(shù)儲(chǔ)備。王貴玲表示,我國(guó)計(jì)劃到2020年,圈定一批遠(yuǎn)景區(qū),初步建成1~2個(gè)干熱巖示范研究基地,實(shí)現(xiàn)干熱巖發(fā)電;到2030年,建立整個(gè)干熱巖勘查開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)體系,初步實(shí)現(xiàn)干熱巖發(fā)電商業(yè)化;希望到2050年,能夠?qū)崿F(xiàn)中國(guó)干熱巖大規(guī)模商業(yè)化開發(fā)。
王貴玲介紹說,“十三五”我國(guó)地?zé)豳Y源調(diào)查評(píng)價(jià)的主要部署為:
一是長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶淺層地溫能資源調(diào)查,推動(dòng)南方分布式供暖的實(shí)施。提供供暖面積可達(dá)3億平方米的淺層地溫能開發(fā)利用適宜區(qū),為2000萬人供暖(制冷)提供保障,同時(shí)建立淺層地溫能開發(fā)利用示范工程;
二是加強(qiáng)京津冀地區(qū)地?zé)豳Y源綜合利用,開展淺層地溫資源量補(bǔ)充調(diào)查和綜合評(píng)價(jià)、水熱型地?zé)崮苜Y源量可持續(xù)利用調(diào)查評(píng)價(jià)、油田區(qū)石油生產(chǎn)尾水可利用資源量評(píng)價(jià)、干熱巖型地?zé)崮苜Y源量遠(yuǎn)景調(diào)查與勘察區(qū)劃;
三是重點(diǎn)地區(qū)高溫地?zé)豳Y源調(diào)查,為地?zé)岚l(fā)電提供資源基礎(chǔ)。力爭(zhēng)新發(fā)現(xiàn)高溫地?zé)崽?0~15處,預(yù)計(jì)每年節(jié)省1000萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤,減排二氧化碳0.27億噸;四是在摸清家底的前提下,推動(dòng)干熱巖開發(fā)實(shí)驗(yàn),追蹤國(guó)際先進(jìn)技術(shù)。
天津地?zé)峥辈殚_發(fā)設(shè)計(jì)院院長(zhǎng)孫寶成指出,做好地?zé)豳Y源開發(fā)利用的規(guī)劃十分重要,規(guī)劃的指導(dǎo)思想應(yīng)該是貫徹中央關(guān)于礦產(chǎn)資源開發(fā)利用“在保護(hù)中開發(fā),在開發(fā)中保護(hù)”的方針,以資源與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展為根本出發(fā)點(diǎn),以實(shí)現(xiàn)地?zé)豳Y源開發(fā)利用“有序有償,結(jié)構(gòu)優(yōu)化,集約高效,采灌結(jié)合,綜合利用,科學(xué)保護(hù)”為總要求,發(fā)揮地?zé)豳Y源獨(dú)特的復(fù)合優(yōu)勢(shì),為本地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)發(fā)揮應(yīng)有作用。
石建省指出,加快推進(jìn)地?zé)犷I(lǐng)域科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)培育,需要大力加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合,構(gòu)建地?zé)崂眉夹g(shù)研發(fā)和推廣服務(wù)平臺(tái)。他倡議各方在地?zé)豳Y源勘查、科技創(chuàng)新、科學(xué)普及、學(xué)術(shù)交流、人才培養(yǎng)等方面加強(qiáng)合作,探索地?zé)峥萍俭w制機(jī)制,激發(fā)地?zé)峥萍紕?chuàng)新活力,調(diào)動(dòng)地?zé)峥萍假Y源和要素投入。
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