深層地熱開發和綜合利用該分步實施了

地熱資源是一種新型能源，它具有清潔環保、可再生、可循環利用等特點。當前正值北方地區冬季供暖期，按照今年6月27日印發的《打贏藍天保衛戰三年行動計劃》提出的“宜電則電、宜氣則氣、宜煤則煤、宜熱則熱”的原則，要在有條件的地區因地製宜選擇清潔供暖方式，全麵推進能源轉型，加強地熱資源的開發與(yu) 利用成為(wei) 題中應有之義(yi) ，而深層地熱和幹熱岩的開發卻一直整體(ti) 進展不大。怎麽(me) 辦呢？本文謹就深層地熱與(yu) 幹熱岩的開發與(yu) 利用談點粗淺的看法。

　　深層地熱能的特點

　　雄安新區深層地熱資源“二元聚熱”成因模式圖 圖片來自網絡目前，學術界一般將地熱分為(wei) 淺層地熱和深層地熱兩(liang) 種地熱資源。深層地熱包括地下深度200～3000米的地熱能及地下深度3000米以上的幹熱岩所具有的熱能，溫度範圍90～150℃的來自深部地層的熱水及150℃以上的幹熱岩，是地球本身放射性元素衰變產(chan) 生的熱能，主要是由地殼深部開鑿出的“熱、礦、水”三位一體(ti) 組成的極為(wei) 寶貴的自然資源，具有穩定、連續、利用效率高等優(you) 勢，是一種清潔可持續利用的能源。我國中、深層中溫（200米-3000米，90-150 ℃ ）地熱資源中水熱型地熱的能量相當1.25萬(wan) 億(yi) 噸標準煤。

　　深層地熱能是一種特殊的礦產(chan) 資源，其功能多，用途廣，是一種清潔的可再生資源。隨著對地熱資源的不斷開發與(yu) 研究，深層地熱能將成為(wei) 繼水力、風力和太陽能之後又一種重要的可再生能源。筆者認為(wei) ，在不遠的未來地熱能對於(yu) 人類的重要性和現實性將大於(yu) 其他可再生能源。

　　目前，國家提出的“深地探測”計劃被列入“十三五”國家科技創新規劃，“深地計劃”拓展為(wei) 保證國家戰略優(you) 勢的領域作出了部署。深層地熱能的開發和利用在技術上已經比較成熟，按照我國《地熱能開發利用“十三五”規劃》提出的發展目標是“十三五”末期，我國要新增地熱能供暖（製冷）麵積11億(yi) 平方米，新增地熱發電裝機容量500兆瓦。到2020年，地熱供暖（製冷）麵積累計達到16億(yi) 平方米，地熱發電裝機容量約530兆瓦。2020年，地熱能年利用量7000萬(wan) 噸標準煤，京津冀地區年利用量達到約2000萬(wan) 噸。

　　筆者認為(wei) ，應該站在我國全麵建成小康社會(hui) 和實現高質量發展的高度，對利用深層地熱能逐步替代化石能源作出長遠的規劃分步付諸實施。

　　深層地熱宜采用梯級開發模式

　　有效開發利用地熱資源的國家已達80多個(ge) ，美國、冰島、法國、德國、新西蘭(lan) 、日本等國家在地熱資源開發利用方麵處於(yu) 世界前列，美國正在實施的地熱能前沿瞭望台研究計劃，冰島正在實施的深部超臨(lin) 界地熱探測計劃，均取得諸多研究成果。各國通過立法和出台激勵政策積極推進地熱資源產(chan) 業(ye) 發展，相關(guan) 勘探開發利用技術不斷進步，超高溫的地熱勘查、深層地熱探測、幹熱岩資源開發等正成為(wei) 地熱資源開發的熱點和製高點。

　　我國高度重視地熱能的開發利用，相繼出台了《可再生能源法》和《地熱能開發利用“十三五”規劃》等法規政策，大力支持地熱資源產(chan) 業(ye) 發展，我國的地熱直接利用量已連續多年位居世界*。自然資源部中國地質調查局按照國家統一部署，積極推動地熱資源勘查開發，係統開展了全國地熱資源調查，對全國水熱型地熱能和336個(ge) 主要城市淺層地熱能進行了評價(jia) ，初步估算了全國3-10千米幹熱岩型地熱能基礎資源量。2017年在青海共和盆地3705米深度鑽獲236℃的幹熱岩，實現了我國幹熱岩勘查的重要突破。未來，自然資源部中國地質調查局將重點對深層地熱能和幹熱岩勘查開發的關(guan) 鍵技術組織科技攻關(guan) ，發揮公益性、基礎性作用。

　　就像水電開發一樣，基於(yu) 深層地熱埋深越深資源量越大、開發難度越大的特點，因此應該采用梯級開發模式，實現對深層地熱的科學合理開發與(yu) 綜合利用。其中，直接利用的場合應采用梯級利用，即地熱水按照用戶需要的供熱水溫，溫度由高到低，分別與(yu) 用戶需求對應。直接、間接利用的地熱尾水，可以再利用地源熱泵或者第二類吸收式熱泵技術，提高地熱尾水溫度，用於(yu) 供熱。

　　目前，在中深層地熱技術研發中，中國科學院地熱研究中心關(guan) 於(yu) 地熱能的重點研究方向包括“地熱資源富集理論與(yu) 大熱田預測”、“地熱儲(chu) 回灌增強技術與(yu) 可持續開發利用”、“深層地熱儲(chu) 探測技術與(yu) 找熱應用”。去年，雄安新區的設立為(wei) 華北地區地熱開發提供了經*例。據介紹，地熱儲(chu) 回灌增強與(yu) 可持續開發利用技術應用ok的範例就是河北雄縣，雄縣的岩溶熱儲(chu) 條件非常有利。雄縣大的亮點是實現了規模化利用和的回灌，之前該地熱田水位下降非常快，通過回灌實現了水位基本穩定。實踐表明，雄縣地熱利用模式是非常成功的。

　　加強深井地熱開發技術研究與(yu) 應用

　　關(guan) 於(yu) 大型地熱田預測，華北等地區廣泛分布大型岩溶地熱儲(chu) ，全國1/3的地區都不同程度存在這種寶貴的地熱資源，具有重要的開發利用價(jia) 值。

　　目前，在采礦領域大多采用深井高溫岩層隔熱技術。深井高溫環境主要是由高溫岩層熱輻射所造成，研發新型的隔熱新材料、新技術、新工藝，對岩層高溫熱源進行隔離，在此基礎上再采用人工製冷降溫技術等，就會(hui) 使井下巷道和采礦工作麵取得良好的降溫效果。

　　中國工程院院士蔡美峰認為(wei) ，要堅持深井采礦和深層地熱開發相結合的戰略發展方向，合理有效地開發和利用地熱資源。“地熱本身是一種天然能源，現在我們(men) 隻考慮它的負作用，作為(wei) 一種災害在防控。如果在深部開采過程中采用熱交換技術，對岩層中地熱資源開發利用，將深井采礦和深層地熱開發相結合，就能大幅度抵消降溫成本，從(cong) 而為(wei) 采礦深井降溫找到一條具有經濟有效的技術途徑。”

　　地熱探測技術是一切地熱開發的前提。據中國石油集團測井有限公司信息管理部經理楊林介紹，該公司利用多種測井儀(yi) 器探測地層溫度、含油氣信息的地球物理測井技術，被形象地稱為(wei) “地層脈搏的聽診器”。采用先進的電子儀(yi) 器放入鑽井井眼，實時測量、采集豐(feng) 富的地下信息，然後再經過處理、解釋，把測量信號反演回地質信息的技術，可以地探知深層地熱和其它礦產(chan) 資源情況。另外，微動技術、電磁法在找熱過程中取得很好的效果，在隱伏岩溶地區找熱方麵也取得了成功。

　　2017年底，雄安新區*3個(ge) 深度地熱勘探鑽孔順利開鑽。它是利用樣板提供技術支撐，打造“采灌均衡、深淺聯用、清潔、永續開發”的地熱資源，是雄安新區第二階段地質調查工作的主要任務之一。在階段工作結束後，按照雄安新區地質調查總體(ti) 方案要求，將在第二階段進一步勘查評價(jia) 地熱資源開發潛力。據了解，*施工的地熱勘探孔位於(yu) 容城地熱田，主要目的是勘查容城地熱田的熱儲(chu) 結構，評價(jia) 淺部岩溶熱儲(chu) 采灌均衡條件下可持續開發利用的潛力，探測深層地熱資源第二空間。

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1.0-1000米單點溫度檢測（普通表和存儲(chu) 表）

2.0-500米淺層地溫能監測（采集器采用低功耗、攜帶方便；物聯網GPRS無線傳(chuan) 輸至WEB端網絡；單總線結構，可擴展128個(ge) 點；進口18B20高精度傳(chuan) 感器，在10-40度範圍內(nei) ，精度在0.1-0.2度）

3.0-3000米單點溫度檢測（普通顯示，隻能顯示溫度，沒有存儲(chu) 分析軟件功能）

4.0-10000米分布式多點深層地溫監測（采用分布式光纖測溫係統）

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