“保护地球 精彩地质”作品选登——开发利用地热资源

1979年秋，当我走入地质学院的那一刻，在我的想象中，地矿人工作中是有机会走遍全国各地，品尝各种特色小吃，让味蕾得到充分享受；在我的想象中，地矿人出野外是开着越野车驰骋在茫茫草原上，释放着属于大自然的那份狂野；在我的想象中，地矿人穿着帅气拉风的冲锋衣，穿梭于崇山峻岭之间；在我的想象中，地矿人长期野外活动，拥有着强壮的体魄；在我的想象中，地矿人拿着单反相机，有机会将世界美景奇观尽收眼底。

然而，当我毕业踏入这个行业之后，我才明白，地矿，是一个充满内涵的行业。到了野外，住在冰冷拥挤的帐篷内，已经成了家常便饭；到了野外，喝着冰冷的凉开水，吃着冷硬的馒头难以下咽；到了野外，我们只能穿便宜的鞋子，破旧的衣服，以免鞋子磨穿、衣服划破；到了野外，看到棕熊、野狼我们的腿就会不听使唤；到了野外，一呆就是一年，渺无人烟的那种孤寂只有把思念寄托给婵娟。

山上的夜格外的冷，抱团取暖，让我们的兄弟情，又深了一层；一天的工作，虽然劳累，回到基地，一边喝酒一边吃着自己亲手做的饭菜，甚是心暖！我们是找矿能手，也是大厨；骑着奔腾的骏马，跑路线、采标本，驰骋沙漠、奔腾草原，释放着地矿人心中的豪放与不羁；出野外前，母亲把我们的衣服缝的结结实实，

又添了许多新棉花，穿在身上的母爱，让我们在野外不再惧怕锋利的石头和凛冽的寒风；面对着风湿和胃病，我们学会了爱护自己的身体，注意保暖、积极锻炼，到了退休年龄爬山也不输年轻人；在长时间探索地球的过程中，地矿人对敬畏自然有着更深的体会；一年半载的与世隔绝，日日夜夜的牵挂思念，让我们更加珍惜拥有的爱情、亲情和友情。

地矿的内涵和韵味，细细品味是那么的绵延悠长。学习、从业地矿行业38年，我对地质科学有了更深的认识。地质科学会让我们的生活更有内涵。

地矿，不单单是找矿，在水文地质、工程地质、环境地质、地质灾害防治、国土规划等领域中不断拓展出新的研究和应用方向。地热资源，作为新能源的一种，受到各国普遍的关注。地热资源不仅是重要的能源类矿产,又是可再生的清洁的、环境友好的绿色能源。合理的利用地热资源,是缓解资源约束和环境压力,调整和优化能源结构,提高经济增长的质量和效益,实现节约发展、清洁发展、安全发展和可持续发展的一项重要战略举措。

1. 地热资源的优势

1.1 地热资源概述

 随着传统的能源对环境的影响越来越大，新型能源的出现给中国能源危机提供了转机。地热能源作为一种新能源为中国经济的发展带来了巨大的效益。地热资源是一种十分宝贵的综合性矿产资源，其功能多，用途广，不仅是一种洁净的能源资源，可供发电、采暖等利用，而且，还是一种可供提取溴、碘、硼砂、钾盐、铵盐等工业原料的热卤水资源和天然肥水资源，同时还是宝贵的医疗热矿水和饮用矿泉水资源以及生活供水水源。地热资源的综合开发利用经多年实践表明，其社会、经济和环境效益均很显著，在发展国民经济中已显示出越来越重要的作用。从全球构造看，中国中西部的大部分地区处在欧亚板块内部地壳隆起区和地壳沉降区，分别形成板内隆起断裂型及板内沉降盆地型中低温地热资源。滇西、川西及藏南地处欧亚板块和印度洋板块的碰撞边界，对形成板缘岩浆活动型高温地热资源极为有利。在上述大地构造环境下，形成了中西部具有不同温度、矿化度和特殊化学成分的地热资源。既有高温蒸汽资源及中低温地下热水，又有淡热水、高矿化热卤水及热矿水，为地热资源的综合开发利用提供了资源保证。

1.2 地热资源开发利用状况

　　①地热发电 我国拥有150℃以上的高温温泉区近百处，集中分布在藏南、滇西和川西地区，成为我国开发利用高温地热能资源最有远景的地区。著名的西藏羊八井地热田是我国兴建的第一座地热电站。西藏朗久电站和西藏那曲电站是我国兴建的第二和第三座电站，其装机容量分别为2.0MW及1.0MW。

　　② 地热采暖 近年来，我国地热采暖有很大的增长，尤其在北方，如北京、天津、大港、任丘、开封等地，取得了良好效果，既节约了常规能源，又减少了环境污染。

　　③地热农业利用 我国中西部大部分地区属农业区，无论是山区或平原区，地热资源均十分丰富，为地热在农牧副渔等方面的广泛利用提供了优越的资源条件。目前，地热资源已有效地利用于温室种植(蔬菜、花卉等)、水产养殖、禽类孵化、育雏、农田灌溉、育秧等方面，效益显著。羊八井地热田除发电外，建造了面积达50000m²的地热温室，种植西红柿、黄瓜、青椒等20余种蔬菜，取得良好效益。

　　④地热工业利用 我国中西部地区地热水中含有许多贵重的稀有元素、放射性元素、稀有气体和化合物，如：溴、碘、硼和钾盐等，是国防工业、原子能工业及农业不可缺少的原料。目前在化工工业和轻纺工业等方面获得了较好的利用。

2. 开发地热资源的策略及思考

2.1 地热发电

现在能被我们控制利用的地热主要是地下水、地热蒸汽和干热岩。我国的地热资源相当丰富，但温度偏低，可以用于发电的主要集中在西藏和滇西一带。根据地热资源的特点以及采用技术方案的不同，可把地热发电划分为很多的方式，但目前出现较多的有下面四种方案：a.直接利用蒸汽法。在蒸汽田上，从热井喷出温度比较高的蒸汽，将其过滤后，直接用管道输入电厂驱动器轮发电机组旋转发电。b.汽水分离法。把从地热井喷出的蒸汽和热水混合物引入汽水分离装置，将分离出的蒸汽送入汽轮机。c.减压扩容法。把喷出的温度较高的热水等入扩容蒸发设备，由于压力降低一部分水蒸发变为水蒸气，将蒸发出的水蒸气驱动汽轮发电机组。d.低沸点工质法。以地下热水为放热物质，通过热交换器把热量传给低沸点工质，使其沸腾并产生蒸汽，然后用这种蒸汽驱动汽轮发电机组。

2.2 地热采暖　　

我国北方城市冬季取暖仍以煤为主要能源，其燃烧产生的二氧化碳、粉尘等对空气环境造成的污染日趋严重，成为困扰城市居民的一大问题。然而，使用地热采暖系统则可直接传递热量，不会对空气造成污染。尤其是在改造传统设备的基础上，通过热交换器，地热水无须直接进入通暖管道，只留干净的水在管道中循环，基本解决了腐蚀、结垢的问题。

随着经济发展和社会进步，人们在享受富裕生活的同时，对生态环境的要求也越来越高。近几年挥之不去的雾霾，已成为政府治理环境污染的一大障碍，威胁到了人民群众的身心健康。有效控制和降低雾霾不仅是人民群众的强烈意愿，也成为考验政府执政能力、建设服务型政府的重要内容。

地热来自于地球内部，地核散发的热量透过地幔的高温岩浆传达至地壳形成“地热能”。常见的地热依其储存方式，可分为三种类型：第一种是水热型，称为热液资源，统称为地热水，指地下水在多孔性或裂隙较多的岩层中吸收地热，其所储集的热水及蒸汽，经适当提引后可为经济型替代能源，即常见的地热水、温泉，其开采历史悠久。第二种是土壤热源型，地表浅层是一个巨大的太阳能集热器，收集了47%的太阳能量，比人类每年利用能量的500倍还多。第三种是热岩型，称为干热岩资源，指埋藏在地壳表层的熔岩或尚未冷却的岩体，可以人工方法造成裂隙破碎带，再钻孔注入冷水使其加热成蒸汽和热水后将热量引出。其中第二、第三种类型不受地域、资源等限制，真正是量大面广、无处不在。这种储存于地表浅层深层、近乎无限的可再生能源，使得地热能成为清洁的可再生能源。

地热资源是矿产资源的一部分。以往人们对地热的认识很单一，只是针对地热水。现在，我们需要很好地认识和了解地热资源——土壤热源和干热岩资源。地热是蕴藏在地球内部的一种巨大的“绿色能源宝库”，具有可持续和可再生等特点，不仅资源储量大，分布广，还是一种新型清洁能源，开发利用地热能具有良好的社会效益、环境效益，市场潜力巨大，发展前景广阔。地热是唯一不受天气、季节变化影响的能源，最大优势在于其安全性、稳定性、连续性和利用率高，具有清洁、低碳、可再生等特点。积极开发利用地热能对缓解我国能源资源压力、实现非化石能源目标、推进能源生产和消费革命、促进生态文明建设具有重要的现实意义和长远的战略意义。

 按照现有开发技术的可能性，地热资源的范围一般指在地壳表层以下10000米以内地层和岩石所含的热量。按埋藏深度，200米以内的属于浅层地热能，称为土壤热源，温度低于25摄氏度。埋深200米～3000米的属于中层地热，温度在65～150摄氏度之间，埋深3000米～10000米的没有水或蒸汽的热岩体属于深层地热，温度在150～650摄氏度之间。

据测算，地下3000米～10000米深处干热岩资源相当于860万亿吨标准煤，是我国目前年度能源消耗总量的26万倍。最重要的是，干热岩系统的排放几乎为零，无废气和其他流体或固体废弃物，可维持对环境最低水平的影响，最大程度地缓解气候变化压力。
我国幅员辽阔，地下蕴藏的地热能极其丰富并且遍布各处，与其他几种新能源相比，其具有稳定性高、品质好、储藏量高、遍布区域广、可再生等优点，并且未被大量开发。因此，地热能开发利用逐渐成为了新能源产业中最具开发潜力、最具市场空间、最具经济社会效益的产业。

地热能作为可再生的新型环保清洁能源，也是一种特殊矿产资源。地热资源的应用潜力巨大，随着技术进步，不断扩大使用范围，将会创造一种全新的能源利用形式，不仅可以优化能源消费结构，节约资源，而且治污减霾效果突出，环境效益十分显著。科学开发利用地热能给人类社会发展带来巨大好处。仅从利用地热能供暖测算，若实现利用地热能供暖1000万平方米面积，每年可节约标准煤约59万吨，减排二氧化碳约160万吨，二氧化硫约5000吨，氮氧化物约4900吨。

 我国十分重视推进地热资源利用。早在2008年12月国土资源部就发出了《关于大力推进浅层地热能开发利用的通知》，指出“要加强组织领导，抓好技术培训，制定优惠政策，实行规范管理，促进浅层地热能开发利用工作健康发展。”

 2010年4月，中国地质调查局颁布《浅层地热能勘查评价技术规范》，明确“浅层地热能是指地表以下一定深度范围内（一般为恒温带至200米埋深），温度低于25摄氏度，在当前技术经济条件下具备开发利用价值的地热能。浅层地热能是地热资源的一部分。”
2013年1月，国家能源局、财政部、国土资源部、住房和城乡建设部联合发出《关于促进地热能开发利用的指导意见》，明确要求“大力推进地热能技术进步，积极培育地热能开发利用市场，按照技术先进、环境友好、经济可行的总体要求，全面促进地热能资源的合理有效利用。”
 2014年6月，国家能源局综合司、国土资源部办公厅发出《关于组织编制地热能开发利用规划的通知》，要求各地“近期地热能开发利用规划以浅层地温能供暖（制冷）、中深层地热能供暖及综合利用为主，具备高温地热资源的地区可发展地热能发电。远期发展中温地热发电和干热岩发电，并提高地热综合利用水平。”

地质科学技术是勘查开发地热资源的有利武器。