地热产业能否继续“升温”?政协常委们共同关注,山东已开展119个各类地热项目

储能微观察 2023-11-08
3910 字丨阅读本文需 9 分钟

据估算,全球可再生能源中地热能占总量的66%左右,约为全球煤炭储量的1.7亿倍。2023年世界地热大会发布报告显示,我国地热直接利用规模多年位居世界第一。发展地热产业不仅对于调整能源结构、节能减排、改善环境具有重要意义,也有利于培育新兴产业、带动相关装备制造和工程技术业务发展。

一、地热资源丰富

地质背景

中国大地构造位置上处于古亚洲、特提斯和西太平洋三大构造域合围的地区,地理上位于欧亚板块的东部,其中特提斯和西太平洋两大构造域影响范围从晚中生代一直持续至今,影响范围广,构造作用强,对现今中国大地构造格局和地热发育产生了深远的影响和控制作用。受两大构造域相互作用的影响,西部的藏南—滇西—川西地区及东部台湾中央山脉两侧属于晚中生代以来板块交界部位,地震、构造及岩浆活动极为强烈。

我国西南和东南分属特提斯构造域影响下的喜马拉雅造山带和西太平洋构造域下的华南褶皱带,这两个地区是我国高温地热资源最为发育的地区,地表温泉显示较多,大地热流值较高,平均值为90m~150mW/m2,地温梯度均值约为3.2℃/100m。地热资源多发育在花岗岩及碎屑岩形成的带状裂隙型热储中,总体以断裂带对流型地热系统为主,即隆起山地型地热资源。

我国北方地区的含油气盆地因为地幔上隆和巨厚的沉积盖层作用,在沉积盆地基底及上覆沉积盖层中蕴藏着丰富的地热资源,这些盆地多发育在古老的陆壳或微陆块之上,如渤海湾盆地、鄂尔多斯盆地、松辽盆地等。其中,渤海湾盆地中生代区域大面积的岩浆作用反映了地壳减薄和地幔上涌的大背景,为幔源热流向上传导提供了可能。这些含油气盆地大地热流值整体较高,最高可达80 mW/m2,地热资源多发育在中—新生界砂岩孔隙型热储和中元古界—下古生界碳酸盐岩岩溶裂隙型热储中,即沉积盆地型地热资源。

资源潜力与评估

中国是地热资源相对丰富的国家,地热资源分为三类:浅层地热资源,水热型地热资源和干热岩型地热资源。

浅层地热资源评估。中国浅层地热资源在全国范围内分布较为广泛,中国地质调查局数据显示,中国336个地级以上城市浅层地热资源热容量为1.11×1017 kJ/℃,每年可开采量折合标准煤7亿吨,其中,地下水地源热泵系统夏季可制冷面积为5590平方千米,冬季可供暖面积为3610平方千米;地埋管地源热泵系统夏季可制冷面积为35600平方千米,冬季可供暖面积为37500平方千米。适宜开发浅层地热的地区主要分布在中东部省份,包括北京、天津、河北、山东、河南、辽宁、上海、湖北、湖南、江苏、浙江、江西、安徽等13个省(市)。

水热型地热资源评估。中国水热型地热资源非常丰富,已发现出露温泉2334处,在册地热开采井5818眼。根据中国地质调查局区域地热调查成果显示,我国水热型地热资源折合标准煤12500亿吨,每年可开采量折合标准煤18.65亿吨;其中,水热型高温地热资源量折合标准煤141亿吨,发电潜力8460兆瓦,主要分布在西南藏滇地区以及台湾地区;水热型中低温地热资源主要分布在渤海湾盆地、苏北盆地、松辽盆地、汾渭地堑、华南褶皱带等大中型沉积盆地和造山带内,地热资源量折合标准煤12300亿吨,约占总量的98%,地热资源年可采量折合标准煤18.5亿吨,发电潜力1500兆瓦。

干热岩型地热资源评估。中国地质调查局的数据显示,中国陆区地下3km~10km范围内干热岩型地热资源量折合标准煤856万亿吨。根据国际干热岩行业惯例,以其2%作为可开采资源量计,约为2022年我国全年能源消费量的3200倍。通常与水热型地热资源相伴而生,位于其下部或旁侧,分布范围较广,在我国大部分含油气盆地及近现代构造活动强烈区均有发育。

二、引起政协常委们的共同关注

“我想呼应一下龚建明常委的发言,地热资源开发利用一定要引起足够的重视。”在全国政协十四届常委会第四次会议第三专题小组讨论会上,即便临近会议结束时间,全国政协常委、教育部副部长孙尧还是要为地热资源发个言。

在此之前,全国政协常委、人口资源环境委员会副主任龚建明在发言中建议要多措并举推动我国地热产业发展。

“地热资源可以说既是储量丰富、清洁低碳的可再生能源,又是稳定可靠的本土能源。”龚建明说。

龚建明提供的数据显示,截至目前,中国地热能供暖(制冷)能力达到13.3亿平方米,其中,浅层地热能供暖(制冷)能力约为8亿平方米。

在龚建明看来,在北方大力发展地热产业,是保障北方地区清洁取暖工作圆满收官、全面打赢大气污染攻坚战的现实选择;而加大夏热冬冷地区地热能推广力度,更能满足近半数国人温暖过冬的迫切需求,是应民声、保民生、满足人民对美好生活向往的现实途径。

但让委员们感到遗憾的是,目前社会各界对于地热能还没有足够的了解和认识,对地热产业支持和区域整体推动力度不足。

“建议加大资源勘探力度,构筑产业链发展资源基础;进一步理顺管理体制机制;并完善产业政策体系。”龚建明说。

孙尧则建议要加大地热资源开发利用的科技创新力度。“目前地热供暖技术相对成熟,但地热发电技术的发展仍相对缓慢。我相信随着技术的不断进步,地热资源将在保障能源安全、促进经济社会绿色低碳转型方面发挥更大的作用。”孙尧说。

自然资源部自然资源开发利用司副司长田彦军认真听了每一位委员的发言,他表示,“常委、委员们的发言对我们今后工作的开展有很大的启发,尤其是针对地热产业发展的意见,我们将认真研究并积极采纳落实。”

三、山东共开展各类地热项目已达119个

11月8日上午,山东省政府新闻办举行新闻发布会,介绍新时代地质工作融入服务保障全省经济社会高质量发展相关情况。会上,山东省地矿局环境地质处(海洋地质处)处长康凤新介绍,今年以来,山东省地矿局共开展各类地热项目已达119个。

山东省在地热资源勘查开发利用成效方面主要有以下几个特点:

一是开展地热资源勘查开发利用工作早、持续时间长。山东省地矿局早在1958年就完成了全国首个地热能勘查项目——即墨东温泉勘查;近年来,围绕地热能探测与开发,依托国家自然科学基金、中国地调局和山东省地质勘查项目,开展了山东省地热资源勘查评价与高效开发技术研发,在山东省16市均发现了地热田、打出了地热井,实现了地热找矿重大突破,共发现96个地热田。在全国首次完成了采灌均衡、取热不耗水地热能可持续开采量计算,评价山东省地热资源量为1.21×1021焦耳,折合标准煤413亿吨,按照“采灌均衡、取热不耗水”的开采模式,供暖用地热资源年可采资源量为57.57亿立方米,评价的地热能可持续开采量居全国前列。

二是地热资源高效可持续利用技术强。成功破解了砂岩热储回灌困难这个世界级难题,建立中国北方首个砂岩热储地热采灌均衡、取热不耗水示范工程,率先实现地热能采灌均衡、取热不耗水可持续开发,引领山东省砂岩热储地热尾水回灌率超过90%,回灌率和回灌规模均居全国领先水平。同时,在菏泽郓城建立岩溶热储新农村社区清洁供暖示范工程,形成了“郓城模式”;在东营市牛庄镇建立群井联动地热供暖+花卉种植梯级利用示范,打造了地热梯级利用牛庄“无烟小镇”模式,有效解决地热供暖规模化应用技术问题。这些示范工程入选全国“地热能开发利用标准化示范项目”,为推动山东省和中国北方地热能开发利用提供了技术支撑和示范引领。山东省地矿局完成的《地热资源探测理论技术突破与清洁供暖产业化应用》项目获2019年度山东省科技进步奖一等奖。

三是地热能勘查开发利用成果丰硕。理论成果方面,出版了《山东省地热清洁能源综合评价》《砂岩热储工程技术与应用》等专著,建立了地热能富集理论、成矿模式和找矿模型。地热能创新成果获省部级一等奖4项。技术创新方面,研发了深部硬岩高温高压复合钻进技术、地热尾水高效回灌技术,成功钻获了“华北地热第一井”、国内地热水量第一井、国内首个干热岩科学深钻、国内236℃埋藏最浅温度最高的干热岩地热井,助力中国深部地热资源勘探取得重大突破。部署实施了山东省黄河流域高温地热能探测项目,在4283米深度钻获167℃的高温地热能。标准建设方面,参编全球地热领域首项国际行业标准——《中国地热供暖推荐做法》,制定出版国家行业标准6部、山东省地方标准10部,为地热资源找矿突破和地热清洁供暖产业化发展提供了技术遵循。团队建设方面,组建的“深部地热能探测与清洁供暖创新团队”入选自然资源部科技创新团队,成为全国唯一专题研究深部地热能探测与清洁供暖的科技创新团队。

四是地热能勘查开发利用成效明显。在服务山东省生态保护和高质量发展方面,打造了“惠民县淄角镇地热能开发利用示范工程”供暖面积30.1万平方米,每年可替代散煤1.5万吨;“鲁南浅层地热能开发利用示范基地”为17.28万平方米民用建筑,2万平方米办公建筑提供清洁能源,每年可替代散煤约2390吨。在服务“双碳”目标方面,青岛国际资源配置中心浅层地热能项目,可实现供暖(制冷)面积130万平方米,每年可替代散煤4.37万吨,是山东省单体最大的浅层地热能供暖制冷工程。在打造乡村振兴齐鲁样板方面,正在承担实施郓城县美丽宜居乡村建设采暖地热深井工程,设计施工100对采灌井,建成后供暖总面积592万平方米,每年可替代散煤30万吨,将成为中国最大的中深层地热清洁供暖工程。近年来,山东省地矿局相继建成了城区及乡镇集中供暖(制冷)、农村社区分散供暖(制冷)、现代农业供暖等不同应用场景的示范工程8处,供暖面积达1094.04万平方米,每年可替代散煤52.47万吨。

四、产业发展展望

未来几年,继续发挥地热能储量丰富、分布较广、稳定可靠、清洁低碳、可再生、可持续的优势,依托雄安新区地热清洁能源供暖发展,打造形成地热高质量开发利用的标准和样板,继续为中国地热发展提供借鉴和指导。

在中国北方地区,依托渤海湾盆地、南华北盆地、汾渭地堑系集中连片分布的地热资源,在各级政府清洁取暖政策的驱动下,地热供暖将继续规模化替代燃煤供暖。在长江中下游,适宜地埋管系统、地下水源系统以及地表水源系统开发,夏季炎热、冬季湿冷的气候将促使政府、企业和居民自发投资,通过浅层地热供暖(制冷)改善生活质量。在高温地热资源丰富的区域,仍然是地热发电项目研究和投资的热点地区,将催生新的试验运行与商业化开发结合的中小规模地热电站。

地热项目自动化监测控制将更加普遍,地热区域能智慧化管控发展将成为新趋势,能源使用效率将持续提升,持续引领可再生能源非电利用高质量发展,共同应对全球气候变化与挑战,为解决全球能源与环境问题、促进可持续发展做出更加重要的贡献。

文章来源: ​人民政协网,海报新闻,中国石油石化

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