地熱資源開發利用

京津冀地區地熱資源特點和優勢

地熱是一種可再生的清潔能源,與風能太陽能相比,不受季節、氣候、晝夜變化等外界因素干擾,儲量大,分布廣,開發利用簡便,是一種現實并具有競爭力的新能源開發利用地熱能,實現采暖供冷以及其他應用,已成為改善城市大氣環境、減少溫室氣體排放的有效途徑。中國地熱資源分布具有明顯的規律性和地帶性,多分布于大型沉積盆地地熱顯示較好的基巖山區。其中,京津冀地區地熱分布廣泛、資源量大、易于開發,是我國東部地熱資源最豐富的地區。


長期以來,京津冀地區化石能源比重偏高,能源消費結構以煤炭為主,能源結構性矛盾與隨之產生的環境污染、霧霾等問題十分突出,嚴重影響了當地人民的生產生活。同時本地區地熱資源賦存條件較好,勘查開發程度相對較高,技術成熟;大力發展以地熱為主的可再生能源京津冀調整優化能源結構的主攻方向之一。大力開發利用地熱資源, 對于京津冀地區調整能源供應結構、保障能源供應安全、緩解霧霾、促進地區經濟社會發展具有重要的作用。


京津冀地區地熱資源特點和優勢-地熱開發利用-地大熱能

 

地質背景

 

構造條件:京津冀地區地質構造復雜,存在多條斷裂帶和構造盆地,這些構造為地熱資源的形成和儲存提供了良好的條件。例如,河北平原區的斷裂構造控制了地熱流體的運移和儲集。


地層條件:該地區地層發育齊全,從太古界至新生界均有分布。其中,新生界地層中的孔隙型熱儲層和中生界、古生界地層中的裂隙巖溶型熱儲層地熱資源的主要賦存層位。

 

地熱地質條件

 

巖體熱導率:巖石的熱導率是影響地熱傳導的重要因素。京津冀地區的巖石類型多樣,不同巖石的熱導率差異較大,一般來說,花崗巖等結晶巖的熱導率較高,有利于地熱的傳導和儲存。


地溫梯度地溫梯度是指地下溫度隨深度增加的速率。京津冀地區的地溫梯度總體較高,一般在 2.5℃/100m-4℃/100m 之間,局部地區甚至更高,這為地熱資源開發利用提供了有利條件。


大地熱流:大地熱流是指單位時間內通過單位面積的地球內部熱量。京津冀地區的大地熱流值較高,表明該地區的地熱資源較為豐富。

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圖 1 京津冀地區大地熱流等值線圖

 

成藏模式

 

隆起山地對流型:在隆起山地地區,大氣降水通過斷裂、裂隙等通道滲入地下,在深部受熱后形成地熱流體地熱流體在浮力作用下向上運移,形成對流型地熱系統。如北京的西山地區就屬于這種類型。


沉積盆地傳導型:在沉積盆地中,地熱主要通過巖石的傳導作用將深部的熱量傳遞到淺部。深部的熱源加熱了盆地中的地層水,形成地熱資源。這種類型的地熱資源分布廣泛,如河北的冀中平原、天津濱海新區等地熱田均屬于此類型。


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圖2 京津冀隆起山地對流型地熱資源成藏模式圖


資源潛力

 

京津冀地區地熱資源儲量折合標準煤約 1383 億噸,年地熱流體開采熱量折合標準煤 1100 萬噸,但目前地熱流體年開采熱量僅相當于 114 萬噸標準煤,約占總量的 10%,開發利用潛力巨大。

 

開發利用現狀

 

北京:圍繞 “雙碳” 目標,在淺層地熱能開發利用政策技術創新等方面成效顯著,2023 年底,淺層地熱能項目實現供能面積達 4231 萬平方米。

天津:地熱資源稟賦條件好,開發利用歷史悠久,技術領先,掌握地熱勘查開發 — 利用 — 回灌 — 保護成套關鍵技術,建立了自然資源部首個中低溫地熱野外觀測站。

河北:立足資源稟賦,聚焦國家經濟社會發展、維護國家安全的急需礦種,加大勘查力度,全力支撐增儲上產,加強鐵礦等資源基地建設,找礦成果顯著,并積極開展地熱資源梯級利用與地熱 - 光熱協同儲能及耦合發電等關鍵技術的研究。

 

開發利用優勢

 

節能減排效益顯著:地熱資源是一種清潔、高效、可再生的能源,開發利用地熱資源可以替代大量的傳統化石能源,減少二氧化碳、二氧化硫等污染物的排放,對于改善京津冀地區的環境質量、緩解霧霾天氣具有重要意義。

技術支撐有力:經過多年的發展,京津冀地區在地熱資源勘查、開發、利用等方面積累了豐富的技術經驗,掌握了一系列先進的技術和工藝,如地熱鉆井技術地熱供暖技術、地熱發電技術等,為地熱資源的大規模開發利用提供了有力的技術支撐。

政策支持力度大:國家和地方政府出臺了一系列支持地熱資源開發利用政策措施,如財政補貼稅收優惠、項目支持等,為地熱產業的發展提供了良好的政策環境。

 

存在問題

 

開發布局不夠合理:部分地區地熱資源開發存在盲目性和無序性,導致資源浪費和環境破壞。

回灌技術有待提高:地熱資源的回灌是實現地熱資源可持續開發利用的關鍵,但目前京津冀地區的回灌技術還不夠成熟,回灌率較低,影響了地熱資源的長期穩定開發。

綜合利用程度不高:目前京津冀地區的地熱資源主要用于供暖和洗浴等方面,綜合利用程度較低,地熱資源的潛在價值沒有得到充分發揮。

 

發展建議


加強規劃引導:制定科學合理的地熱資源開發利用規劃,明確開發布局和重點,引導地熱資源的有序開發。

加大科技投入:進一步加強地熱資源勘查、開發、利用等方面的技術研發,提高回灌技術水平,降低開發成本,提高地熱資源的綜合利用效率。

推進產業協同發展:加強京津冀地區地熱產業的協同發展,形成產業集群,實現資源共享、優勢互補,推動地熱產業的規模化、集約化發展。

加強環境監管:建立健全地熱資源開發利用的環境監管體系,加強對地熱項目的環境影響評價和監測,確保地熱資源開發利用與環境保護協調發展。