國內外地熱能開發及利用現狀介紹

國內(nei) 外地熱能開發及利用現狀介紹

地熱資源是在當前技術經濟條件和地質條件下，能夠從(cong) 地殼內(nei) 科學、合理地開發出來的岩石熱能量、地熱流體(ti) 熱能量及其伴生的有用組分。地熱資源既屬於(yu) 礦產(chan) 資源，也是可再生能源。目前可利用的地熱資源主要包括：天然出露的溫泉、通過熱泵技術開采利用的淺層地溫能、通過人工鑽井直接開采利用的地熱流體(ti) 以及幹熱岩體(ti) 中的地熱資源。在各國積極應對氣候變化，努力減少溫室氣體(ti) 排放的背景下，近年來，地熱能開發及利用取得較快發展，也越來越引起我國政府及企業(ye) 的重視。

一、 地熱資源分布及利用

（一）地熱資源分布

地熱儲(chu) 量十分巨大，理論上可供*使用上百億(yi) 年。據估計，即便隻計算地球表層10km厚這樣薄薄的一層，地熱儲(chu) 量也有約1.45×1026J，相當於(yu) 4.948×1015噸標準煤，是地球全部煤炭、石油、天然氣資源量的幾百倍。[1]世界上已知的地熱資源比較集中地分布在三個(ge) 主要地帶：一是環太平洋沿岸的地熱帶；二是從(cong) 大西洋中脊向東(dong) 橫跨地中海、中東(dong) 到我國滇、藏地熱帶；三是非洲大裂穀和紅海大裂穀的地熱帶。這些地帶都是地殼活動的異常區，多火山、地震，為(wei) 高溫地熱資源比較集中的地區。[2]圖1所示為(wei) 地熱資源集中分布帶：

圖1 地熱資源集中分布帶

來源：鹿清華, 張曉熙, 何祚雲(yun) . 國內(nei) 外地熱發展現狀及趨勢分析[J]. 石油石化節能與(yu) 減

排, 2012, 2(1): 39-42

（二）地熱資源利用

地熱資源按賦存形式可分熱水型、地壓地熱能、幹熱岩地熱能和岩漿熱能四種類型；根據地熱水的溫度，又可分為(wei) 高溫型(>l50℃)、中溫型(90～150℃)和低溫型(<90℃)三大類。地熱能的開發利用可分為(wei) 發電和非發電兩(liang) 個(ge) 方麵，高溫地熱資源主要用於(yu) 地熱發電，中、低溫地熱資源主要是直接利用，多用於(yu) 采暖、幹燥、工業(ye) 、農(nong) 林牧副漁業(ye) 、醫療、旅遊及人民的日常生活等方麵。此外，對於(yu) 25℃以下的淺層地溫，可利用地源熱泵進行供暖、製冷。

根據2010世界地熱大會(hui) 的新數據，2010年，有24個(ge) 國家開發了地熱發電項目，總裝機容量10715MWe，年發電利用總量為(wei) 67246GWh，平均利用係數為(wei) 0.72；有78個(ge) 國家開展了地熱直接利用活動，總設備容量為(wei) 50583MWt，年利用熱能121696GWh，平均利用係數0.27。

表1 地熱發電排名*的國家

表2 地熱直接利用排名*的國家

數據來源：國家可再生能源中心

近年來，地熱資源直接利用發展迅速，其中地源熱泵是增長快的利用方式，2010年世界地源熱泵的設備容量為(wei) 35236MWt（兆瓦熱量），在五年間增長了2.29倍，平均年增長率為(wei) 18.0%。世界地源熱泵的應用集中在北美、歐洲和中國。美國的絕大多數機組按製冷荷載的峰值設計,可以涵蓋全部供熱需求（除北部的州），其平均運行2000小時供暖，利用係數0.23。歐洲的絕大部分機組按供暖基礎荷載設計，並常考慮用化石燃料補充峰值荷載，這樣的機組在北歐國家一年可運行6000小時，利用係數達0.68。從(cong) 統計來看，冰島和土耳其地熱能的貢獻大，冰島89%的房屋供暖來自地熱能，土耳其地熱供暖達到全國供暖麵積的30%。[3]

2013年3月5日-8日，世界銀行常務副行長英卓華在冰島地熱大會(hui) 上號召世界各國的捐贈人、多邊銀行、政府及私營部門積極加入“地熱開發計劃GGDP”，期待可以在更好地管理並降低地熱勘探鑽井風險的同時，讓目前處於(yu) 邊緣領域的地熱能源發展成為(wei) 主流能源，實現為(wei) 數百萬(wan) 人供電的目標。GGDP的初步目標是籌集5億(yi) 美元鼓勵發展中國家開發地熱能源。

二、 國內(nei) 地熱能開發利用現狀

（一）中國地熱資源分布

我國地熱資源總量約占的7.9％，可采儲(chu) 量相當於(yu) 4626.5億(yi) t標準煤，是地熱資源相對豐(feng) 富的國家。我國的高溫地熱資源主要分布在藏南、滇西、川西以及中國台灣省。西藏高溫熱田主要集中在羊八井裂穀帶，其中藏南西部、東(dong) 部及中部約有108個(ge) 高溫熱田，構成中國高溫熱田富集的地帶；雲(yun) 南是全國發現溫泉多的省，高溫熱田主要分布在怒江以西的騰衝(chong) -瑞麗(li) 地區，約20處；川西分布著8個(ge) 高溫地熱區，為(wei) 藏滇高溫地熱帶的一部分。我國主要以中低溫地熱資源為(wei) 主，中低溫地熱資源分布廣泛，幾乎遍布全國各地，主要分布於(yu) 鬆遼平原、黃淮海平原、江漢平原、山東(dong) 半島和東(dong) 南沿海地區，其主要熱儲(chu) 層為(wei) 厚度數百米至數千米第三係砂岩、砂礫岩，溫度在40～80℃左右。從(cong) 溫泉出露的情況來看，我國主要有四個(ge) 水熱活動密集帶：藏南-川西-滇西水熱活動密集帶；中國台灣水熱活動密集帶；東(dong) 南沿海地區水熱活動密集帶；膠東(dong) 、遼東(dong) 半島

水熱活動密集帶。[4]

圖3 中國地熱資源分布概況

來源：胡聖標, 何麗(li) 娟, 汪集.中國大陸地區大地熱流數據匯編(第三版). 地球物理學報,

2001,44(05): 611-626,doi:

2009年至2011年，國土資源部在係統收集中國基礎地質、地熱地質、水文地質、城市地質、石油地質等已有資料的基礎上，對地熱資源潛力進行了重新評價(jia) 。評價(jia) 認為(wei) ，中國淺層地溫能資源量相當於(yu) 95億(yi) 噸標準煤。每年淺層地溫能可利用資源量相當於(yu) 3.5億(yi) 噸標準煤。如全部有效開發利用則每年可節約標準煤2.5億(yi) 噸，減少二氧化碳排放5億(yi) 噸；全國沉積盆地地熱資源儲(chu) 量折合標準煤8530億(yi) 噸；每年可利用的常規地熱資源總量相當於(yu) 6.4億(yi) 噸標準煤，每年可減少CO2排放13億(yi) 噸。中國大陸3000米至10000米深處幹熱岩資源總計相當於(yu) 860萬(wan) 億(yi) 噸標準煤，是中國目前年度能源消耗總量的26萬(wan) 倍。我國現已查明287個(ge) 地級以上城市淺層地溫能、12個(ge) 主要沉積盆地地熱資源、2562處溫泉區隆起山地地熱資源。

（三）中國地熱能利用現狀

我國在兩(liang) 千多年前就開始利用地熱資源，但真正意義(yi) 上科學開發利用地熱資源是從(cong) 上世紀70 年代開始。經過四十多年的發展，已經形成以供暖、洗浴等直接利用方式和發電為(wei) 主的地熱資源開發利用格局。另外由於(yu) 淺層地溫能幾乎不受資源限製並且技術日趨成熟，因此近幾年利用地源熱泵開發淺層地溫能進行供暖和製冷在我國各地區

在送入全流動力機前無需進行擴容和閃蒸等處理，能量的利用率有較大提高。該項目分兩(liang) 期建設，一期裝機1兆瓦，於(yu) 2009年8月投入運行，經一年多實際運行考驗，到2010年底已累計發電量達560千瓦時。項目二期裝機為(wei) 1兆瓦，已於(yu) 2010年5月開工。我國中低溫地熱資源豐(feng) 富，如果螺杆膨脹動力機技術取得進一步成功，前景將非常廣闊。

2、中低溫地熱水直接利用

地熱直接利用是指不需進行熱、電能量轉換的地熱利用，即地熱非電利用。我國中低溫地熱直接利用主要在地熱供暖、醫療保健、洗浴和旅遊度假、養(yang) 殖、農(nong) 業(ye) 溫室種植和灌溉、工業(ye) 生產(chan) 、礦泉水生產(chan) 等方麵。並逐步開發了地熱資源梯級利用技術、地下含水層儲(chu) 能技術等。隨著近年來地源熱泵的興(xing) 起，地熱直接利用在地熱能開發利用中的比重大幅提高，已遠遠超過地熱發電。

根據上海證券報報道，截至2005年底，在全國地熱水利用方式中，供熱采暖占18.0%，醫療洗浴與(yu) 娛樂(le) 健身占65.2%，種植與(yu) 養(yang) 殖占9.1%，其他占7.7%。到2010年,我國地熱資源直接利用量達20932GWh，居世界*。淺層地溫能供暖（製冷）麵積達到1.4億(yi) 平方米，地熱直接供暖麵積達到3500萬(wan) 平方米，洗浴和種植使用地熱熱量約合50萬(wan) 噸標準煤；各類地熱能總貢獻量合計500萬(wan) 噸標準煤。[3]

地熱供暖

地熱供暖是將地下熱水經過一定的處理後送入換熱器，加熱供暖係統中水流，進而熱水通過暖氣片和地板對千家萬(wan) 戶進行供暖。我國地熱供暖主要集中在北方的北京、天津、西安、鄭州、鞍山等大中城市以及黑龍江大慶、河北霸州、固安、牛駝鎮等油區城鎮，利用熱泵技術開發利用60-100℃的中低溫地熱水、熱尾水和淺層地熱能。北方地熱采暖，已取得良好的效果。

天津市淺層地熱能資源十分豐(feng) 富，多數熱井可產(chan) 出80~95℃的地熱水，高達103℃，深的地熱井為(wei) 4000平方米。據國土資源報2011年報道，在天津有供暖小區140個(ge) ，地熱供暖麵積達到1200萬(wan) 平方米，約占全市集中供暖總麵積的10%，占全國地熱供暖總麵積的50%，是我國利用地熱供暖規模大的城市。

另外，陝西省的鹹陽市和西安市，山東(dong) 省的德州、東(dong) 營、濱州、聊城等市，北京市以及河北省、遼寧、黑龍江等省的一些城市，也都有地熱供暖利用。

醫療保健與(yu) 溫泉洗浴

地熱水含有豐(feng) 富的對人體(ti) 健康有益的多種礦物質元素，具有較高的醫療保健價(jia) 值，

在我國利用溫泉熱水進行醫療保健的曆史已經非常悠久。公元*年漢代張衡的《溫泉賦》中便記有“有疾癘兮，溫泉治焉”。我國在50年代已建成上百座溫泉療養(yang) 院(所)，據不*統計，在2008年之前我國就已建溫泉地熱水療養(yang) 院200餘(yu) 處，突出醫療利用的溫泉浴療有430處，而且每年都以10%的速度增長。除療養(yang) 院外，在已經開發利用的地熱田中，全部或部分用於(yu) 洗浴方麵約占地熱田總數的60%以上。全國現有公共溫泉浴池和溫泉遊泳池1600處。全國開發地熱水用於(yu) 洗浴的水量估計每年約1.38億(yi) 立方米，利用地熱能716.45MW，即每年相當於(yu) 節約或減少了77.1萬(wan) t標準煤用量，為(wei) 6.88億(yi) 人次提供了地熱水洗浴。[6]

我國藏南、滇西、川西及中國台灣一些高溫溫泉和沸泉區,不僅(jin) 擁有高能位地熱資源,同時還擁有絢麗(li) 多彩的地熱景觀。如:雲(yun) 南省騰衝(chong) 是保存完好的火山溫泉區,擁有火山、地熱景觀及珍貴的醫療礦泉水價(jia) 值；中國台灣省的大屯火山溫泉區也是溫泉療養(yang) 和旅遊觀光勝地。

養(yang) 殖

地熱養(yang) 殖是指利用地熱水進行魚、蝦等名貴水產(chan) 和動物的親(qin) 本保種、苗種早繁越冬，延長生長期和冬季養(yang) 殖。我國地熱養(yang) 殖在北京、天津、福建、廣東(dong) 等地起步較早，現已遍及20多個(ge) 省(區、市)的47個(ge) 地熱田，建有養(yang) 殖場約300處，魚池麵積約445萬(wan) 平方米。全國水產(chan) 養(yang) 殖耗水量約占地熱水總用水量的5.7%左右。[7]主要養(yang) 殖非洲羅非魚、鰻魚、甲魚、青蝦、牛蛙等，每年成年魚繁殖能力比在普通水域養(yang) 殖的魚大100 多倍。大量的新鮮魚類等海內(nei) 外，取得了顯著的經濟效益並提高了農(nong) 民收入。如北京昌平小湯山地熱田，由縣畜牧水產(chan) 局在該地建有兩(liang) 處水產(chan) 養(yang) 殖場，年產(chan) 魚20萬(wan) 公斤，啟用8個(ge) 地熱井，年耗水120萬(wan) 立方米，畝(mu) 平均年耗地熱水5800 立方米，產(chan) 魚每公斤耗地熱水6.0立方米。估計全國用於(yu) 水產(chan) 養(yang) 殖所消耗的地熱水約1 400萬(wan) 立方米左右。

農(nong) 業(ye) 溫室種植和灌溉

利用地熱資源非常適合生物的反季節、異地養(yang) 殖與(yu) 種植。利用地熱能可以為(wei) 溫室供暖，地熱水中的礦物質還可以為(wei) 生物提供所需的養(yang) 分。用於(yu) 農(nong) 業(ye) 的地熱水，主要為(wei) 低礦化、低溫（40℃以下）地熱水，也有將高溫地熱水通過梯級利用後剩餘(yu) 的低溫。在我國北方，地熱主要用於(yu) 種植較的瓜果類、菜類、食用菌、花卉等反季節、異地養(yang) 殖與(yu) 種植。到2011年，全國共有地熱溫室和大棚133萬(wan) 平方米。我國溫室種植開采利用地熱資源每年折合標準煤21.5萬(wan) 噸，占地熱資源年開采總量的3.4%。[7]

工業(ye) 生產(chan)

我國地熱工業(ye) 生產(chan) 目前主要用於(yu) 紡織印染、洗滌、製革、造紙與(yu) 木材、糧食烘幹等，部分地熱水還可提取工業(ye) 原料，如騰衝(chong) 熱海硫磺塘采用淘洗法取磺，洱源縣九台溫泉區挖取芒硝和自然硫。華北油田利用封存的油井深部奧陶係進行地熱水伴熱輸油，*替代了鍋爐熱水伴熱輸油，取得了明顯的經濟、社會(hui) 效益。

礦泉水生產(chan)

中國開發地熱水生產(chan) 飲用天然礦泉水始於(yu) 80年代後期，有兩(liang) 種作法，一是利用地熱水中某些微量元素（組分）達到飲用天然礦泉水標準，經過處理後生產(chan) 飲用礦泉水。二是直接利用地熱水生產(chan) 飲用天然礦泉水。據統計，全國利用地熱水生產(chan) 或準備生產(chan) 飲用天然礦泉水的有近40處，主要是北京、安徽、廣東(dong) 、廣西、重慶、貴州、雲(yun) 南、陝西、青海等省（自治區、直轄市），以利用礦化度0.6g/L以下、溫度50℃以下的地熱水為(wei) 主。

3、地源熱泵應用

地源熱泵又稱地源中央空調，可從(cong) 土壤中吸收熱量或提取冷量送入室內(nei) 釋放，達到空調的目的。用一套設備可以滿足供熱和製冷的要求，同時還可以提供生活熱水。我國地源熱泵自2004年以來發展迅速，2007年增長了近1800萬(wan) ㎡，2008年增長了2400萬(wan) ㎡，2009年更增長了3870萬(wan) ㎡，全國地源熱泵總利用麵積已達1.007億(yi) ㎡。2010年，中國地源熱泵在世界上的排名躍升至*二位。中國連續兩(liang) 年的年增長率都超過60%，遠高於(yu) 同期世界平均發展速度(20%~22%)。據製冷快報報道，截至2010年3月，我國應用淺層地溫能供暖製冷的建築項目2236個(ge) ，地源熱泵供暖麵積達1.4億(yi) 平方米，80%的項目集中在北京、天津、河北、遼寧、河南、山東(dong) 等地區。在北京，利用淺層地溫能供暖製冷的建築約有3000萬(wan) 平方米，沈陽則已超過6000萬(wan) 平方米。[8]

此外，我國已具備了比較完備的開發利用淺層地熱能的地源熱泵工程技術、設備、監測和控製係統。2010年我國生產(chan) 熱泵機組的廠商已發展至超過200家，分布在山東(dong) 、北京、深圳、大連、杭州、蘇州、廣州等地。產(chan) 品以水－水係統的大機組為(wei) 主，主流是螺杆式壓縮機＋殼管式換熱器，也有渦旋式壓縮機＋板式換熱器或套管式換熱器的模塊式機組，大型機能達2000kW~3000kW製熱（製冷）量，也有小型適應家庭使用的10kW機，但以50kW~2000kW為(wei) 主要產(chan) 品。除熱泵主機外，熱泵相關(guan) 配件和PE管線等生產(chan) 廠家還有100多家。另外，國外的熱泵公司也陸續登陸中國，建立生產(chan) 基地或尋找合資企業(ye) ，產(chan) 品就地供應中國市場。同時，設計和施工隊伍也迅速擴大，目前全國該行業(ye) 的設計和施工隊伍超過10萬(wan) 人。[7]

三、 我國地熱能開發及利用的政策梳理

在我國，地熱資源屬礦產(chan) 資源範疇，被列入能源礦產(chan) 類，地熱資源勘查及開發執行《中華人民共和國礦產(chan) 資源法》及其配套法規，並歸國土資源部及其下屬職能單位管理。同時，我國在《可再生能源法》中明確，地熱能屬於(yu) 非化石能源，也屬於(yu) 可再生能源範疇。2008年，國家能源局成立，專(zhuan) 門設立了新能源和可再生能源司，從(cong) 組織機構上加強了國家對包括地熱能在內(nei) 的可再生能源的管理力度。

近年來，由於(yu) 性能源形勢緊張日益加劇和日益嚴(yan) 重的環境問題，地熱資源作為(wei) 一種可再生能源，其開發利用得到了的發展，尤其是淺層地溫資源的開發掀起熱潮，這推動了我國地熱法製化、規範化、科學化管理上全麵水平。進入21世紀之後，國家出台了一係列的促進政策，為(wei) 地熱能及其他可再生能源的發展保駕護航。

2002年12月，國土資源部《關(guan) 於(yu) 進一步加強地熱礦泉水資源管理的通知》(國土資發f20021414號)指出：地熱資源是寶貴的礦產(chan) 資源，是重要的清潔能源之一；要加大地熱資源的勘查評價(jia) 力度，加強地熱資源開發和保護；開展地熱開發示範項目和地熱水回灌等新技術的研究推廣工作，實現地熱資源的可持續利用。

2005年2月28日，《中華人民共和國可再生能源法》頒布，並於(yu) 2006年1月1日起正式實施。《可再生能源法》中明確規定，地熱能屬於(yu) 非化石能源，也是可再生能源。國家將地熱能開發利用納入可再生能源鼓勵範圍。

2005年11月29日，國家發展和改革委員會(hui) 製訂並頒布了《中華人民共和國可再生能源產(chan) 業(ye) 發展指導目錄》，地熱發電、地熱供暖、地源熱泵供暖和，或空調、地下熱能儲(chu) 存係統被列入重點發展項目；地熱井鑽探設備、地熱井泵、水源熱泵機組、地熱能係統設計、優(you) 化和測評軟件、水的熱源利用等被列為(wei) 地熱利用領域重點推薦選用的設備。

2006年1月1日起，由國家發展和改革委員會(hui) 製訂的《可再生能源發電價(jia) 格和費用分攤管理試行辦法》開始執行。其中，第九條規定：地熱能發電項目上網電價(jia) 實行政府定價(jia) ，其電價(jia) 標準由國務院價(jia) 格主管部門按照合理成本加合理利潤的原則而製定。

2006年4月，《國土資源“十一五”規劃綱要》出台，提出“十一五”期間要加大能源礦產(chan) 的勘查力度，開展地熱、幹熱岩資源潛力評價(jia) ，圈定遠景開發區。

2006年，財政部發布的《可再生能源發展專(zhuan) 項資金管理暫行辦法》中“第二章 扶持重點”中第七條指出，“建築物供熱、采暖和製冷可再生能源開發利用，重點支持太陽能、地熱能等在建築物中的推廣應用。”

11.4%，非化石能源發電裝機比重達到30%。該規劃再次明確了我國能源消費的控製指標，同時，也將地熱能納入考慮，規劃稱，我國將穩步推進地熱能開發利用，以民用建築為(wei) 重點，在城市推廣地熱能技術應用；以民用建築為(wei) 重點，推廣地熱能等資源綜合利用。

2013年1月10日，國家能源局聯合財政部、國土資源部、住房和城鄉(xiang) 建設部共同發布《關(guan) 於(yu) 促進地熱能開發利用的指導意見》指出，我國將秉承“政府引導，市場推動；因地製宜，多元發展；加強監管，保護環境”的原則指導地熱能的開發。提出了我國地熱能開發的重點任務和布局。並再次明確了我國地熱能開發的主要目標：到2015年，基本查清全國地熱能資源情況和分布特點，建立國家地熱能資源數據和信息服務體(ti) 係。全國地熱供暖麵積達到5億(yi) 平方米，地熱發電裝機容量達到10萬(wan) 千瓦，地熱能年利用量達到2000萬(wan) 噸標準煤，形成地熱能資源評價(jia) 、開發利用技術、關(guan) 鍵設備製造、產(chan) 業(ye) 服務等比較完整的產(chan) 業(ye) 體(ti) 係。到2020年，地熱能開發利用量達到5000萬(wan) 噸標準煤，形成完善的地熱能開發利用技術和產(chan) 業(ye) 體(ti) 係。

參考文獻：

[1]、鄭秀華. 世界地熱資源開發應用現狀[J]. 探礦工程, 2001, (1): 6-6

[2]、楊程博. 中國石化地熱能開發中國[EB/OL].

https://www.sinopecnews。。ｃｏｍ.cn/shzz/content/2012-12/20/content_1244298.shtml.

[3]、國家可再生能源中心. 國內(nei) 外地熱應用情況[EB/OL]. https://www.cnrec.info/zt/gnwdryyqk/.

[4]、韓建光蔣宗霖田穎李世豪. 中國地熱資源及開發利用[J]. 消費導刊, 2008, (12): 39-39

[5]、鄭克棪, 潘小平. 中國地熱發電開發現狀與(yu) 前景[J]. 中外能源, 2009, 14(2): 45-48

[6]、馬立新,田舍.我國地熱能開發利用現狀與(yu) 發展[J].中國國土資源經濟,2006(9):19-21.

[7]、王仲穎, 任東(dong) 明, 高虎. 中國可再生能源產(chan) 業(ye) 發展報告[R]. 北京:化學工業(ye) 出版社, 2011. 105-111

[8]、製冷快報. 未來五年我國地源熱泵供熱將大幅增加[EB/OL].

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