我國的地?zé)豳Y源分布特征及其利用

■張金華/魏 偉

（中國石油勘探開發(fā)研究院廊坊分院，河北 廊坊 065007）

進(jìn)入21世紀(jì)，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、能源供需矛盾的加劇、能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整、以及節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)的需要，可再生能源的開發(fā)利用日益受到全社會的重視。地?zé)崮茏鳛橐环N清潔、無污染的替代能源，對緩解能源供應(yīng)壓力、改善生態(tài)環(huán)境發(fā)揮著重要的作用，受到政府和企業(yè)的青睞。

1 我國地?zé)豳Y源概況

我國地?zé)豳Y源比較豐富，主要分布于構(gòu)造活動帶和大型沉積盆地中，主要類型為沉積盆地型和隆起山地型。沉積盆地傳導(dǎo)型中低溫地?zé)豳Y源，主要分布于華北平原、汾渭盆地、松遼平原、淮河盆地、蘇北盆地、江漢盆地、四川盆地、銀川平原、河套平原、準(zhǔn)噶爾盆地等地區(qū)；隆起山地對流型地?zé)嶂饕蟹植加诓啬?川西-滇西和臺灣地區(qū)的高溫地?zé)豳Y源，以及分布于東南沿海地區(qū)和膠東、遼東半島的中低溫地?zé)豳Y源。據(jù)初步估算[1]，全國僅2000m以淺的主要沉積盆地儲存的地?zé)崮芰烤瓦_(dá)73.61×1020J，相當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)煤2500億t，地?zé)崴砷_采資源量為每年68億m3，所含熱能量為963×1015J，折合每年3284×104t標(biāo)準(zhǔn)煤的發(fā)熱量。

據(jù)738處地?zé)峥辈橘Y料統(tǒng)計[2]，中國高溫地?zé)崽飪H2處（西藏羊八井、羊易地?zé)崽铮?，余下均為中、低溫地?zé)崽?，其中溫度?0-150℃的中溫地?zé)崽?6處，占地?zé)崽锟辈榭倲?shù)的3.8%；90℃以下的低溫地?zé)崽铮c(diǎn)）708處，占地?zé)崽锟辈榭倲?shù)的96%。全國已勘查地?zé)崽锏钠骄鶞囟燃s為55.5℃，各?。▍^(qū)、市）地?zé)崽锏钠骄鶞囟纫晕鞑刈罡?，達(dá)88.6℃；湖南最低，為37.7℃。

2 我國地?zé)豳Y源的分布特征

2.1 地質(zhì)分布特征

地?zé)豳Y源的生成與地球巖石圈板塊發(fā)生、發(fā)展、演化及其相伴的地殼熱狀態(tài)、熱歷史有著密切的內(nèi)在聯(lián)系。從板塊構(gòu)造理論角度，全球主要有大洋中脊地?zé)釒?、環(huán)太平洋地?zé)釒?、地中?喜馬拉雅地?zé)釒Ш土压刃偷責(zé)釒?，我國地?zé)豳Y源的分布與后三個地?zé)釒芮邢嚓P(guān)。

2.2 品級分布特征

我國大地構(gòu)造地質(zhì)特點(diǎn)控制了地?zé)豳Y源的品級分布[3]。

2.2.1 構(gòu)造隆起區(qū)地?zé)豳Y源品級分布特點(diǎn)

構(gòu)造隆起區(qū)的地?zé)豳Y源狀況，可以按其熱泉天然露頭的多少、放熱量的強(qiáng)度及露頭出露的條件來揭示。依據(jù)統(tǒng)計資料，有以下特點(diǎn)：地?zé)峄顒訌?qiáng)度隨遠(yuǎn)離板塊邊界而減弱；高溫?zé)崴畢^(qū)與晚新生代火山分布不盡一致；碳酸鹽巖分布區(qū)多以低溫溫泉水形式出露。

2.2.2 沉積盆地區(qū)地?zé)豳Y源品級分布特點(diǎn)

沉積盆地區(qū)的地?zé)豳Y源指地表無熱顯示的，賦存于中、新生代沉積盆地中的地?zé)崴Y源。中國的不少沉積盆地，尤其是大型沉積盆地賦存有豐富的地?zé)豳Y源，具以下特點(diǎn)：大型、特大型沉積盆地有利于地?zé)崴Y源的形成；低溫背景值，決定了盆地一般只賦存低溫地?zé)崴?；可供利用的地?zé)崴Y源，主要賦存于盆地內(nèi)河湖相淡水沉積層中；盆地基底賦存有碳酸鹽巖的部位，往往形成重要的熱儲系統(tǒng)。

2.3 區(qū)域分布特征

總體來看，我國地?zé)豳Y源地理分布不均。我國的高溫地?zé)釒?，主要分布在西藏、云南等高原地區(qū)；中低溫地?zé)崽飶V泛分布在平原地區(qū)、丘陵地區(qū)以及內(nèi)陸沉積盆地。就目前勘查的可利用地?zé)豳Y源而論，以中國西南地區(qū)最為豐富，其次是華北和中南地區(qū)，再次為華東地區(qū)，而以東北、西北地區(qū)最少。

3 我國地?zé)豳Y源的利用

我國是世界上利用地?zé)豳Y源較早的國家之一。我國開發(fā)利用地?zé)豳Y源已有上千年的歷史。地?zé)崮艿睦梅譃閮煞N方式：一類是地?zé)岚l(fā)電；另一類是熱能直接利用，包括地?zé)崴闹苯永茫ㄈ绲責(zé)岵膳⑾丛?、養(yǎng)殖等）和地源熱泵供熱、制冷[4]。自20世紀(jì)90年代以來，在市場需求的推動下，我國地?zé)豳Y源開發(fā)利用得到了蓬勃發(fā)展。據(jù)2009全國淺層地?zé)崮芎偷責(zé)豳Y源管理工作會資料，全國現(xiàn)有溫泉2700余處，已開發(fā)利用約700處。地?zé)衢_采井1800余眼，每年地?zé)幔ㄋ╅_采量約3.68億m3，直接利用地?zé)豳Y源的熱能居世界第一位，主要用于供熱供暖、醫(yī)療洗浴等，其中洗浴和療養(yǎng)占47.55%，供暖占30.77%，其他占21.68%。

3.1 地?zé)崮馨l(fā)電利用

地?zé)岚l(fā)電一般限于高溫地?zé)崽?，一般?50℃以上，最高可達(dá)280℃。而我國地?zé)豳Y源的特點(diǎn)之一，是除西藏、云南、臺灣外，多為100℃以下的中低溫地下熱水。我國于20世紀(jì)70年代初期，先后在河北懷來后郝窯、廣東鄧屋、湖南灰湯、江西遂川、山東招遠(yuǎn)、遼寧熊岳等地建地?zé)嵩囼?yàn)電站，利用100℃以下的地下熱水發(fā)電[5]。迄今各地?zé)嵩囼?yàn)電站，因可利用的地?zé)崴疁囟绕?，除湖南灰湯、廣東鄧屋兩個地?zé)嵩囼?yàn)電站有時發(fā)電外，其余已停用。

20世紀(jì)80年代初在西藏羊八井、那曲地?zé)崽锝üI(yè)性的地?zé)犭娬?，總裝機(jī)容量28.18MW。在著名的羊八井地?zé)崽铮d建了我國第一座地?zé)犭娬?，裝機(jī)容量為25.15MW，占拉薩電網(wǎng)總裝機(jī)容量的41.5%，在冬季枯水季節(jié)，地?zé)岚l(fā)電占拉薩電網(wǎng)的60.0%，成為其主力電網(wǎng)之一。朗久電站和那曲電站是我國興建的第二和第三座地?zé)岚l(fā)電站，其裝機(jī)容量分別為2.0MW及1.0MW[6]。西藏羊八井地?zé)犭娬緲?biāo)志著我國地?zé)岚l(fā)電技術(shù)已經(jīng)達(dá)到一定的水平。目前我國地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到32.08MW。

油田企業(yè)重視地?zé)豳Y源的開發(fā)利用。利用中低溫地?zé)豳Y源發(fā)電已開始進(jìn)入工程試驗(yàn)階段，目前主要有兩個關(guān)鍵因素需要突破，一是發(fā)電所需地?zé)崴疁囟仍?5℃以上；二是要有實(shí)施大排量抽提、回注的儲層條件。目前，華北油田已成功在留北、雁翎油田進(jìn)行了大排量提液實(shí)驗(yàn)，正在做地?zé)岚l(fā)電的準(zhǔn)備，一旦成功將可以在華北油田的其他古潛山油田進(jìn)行推廣。

3.2 中低溫地?zé)豳Y源直接利用

地?zé)豳Y源的直接利用范圍主要取決于地?zé)崴臏囟雀叩图捌渌幍牡乩砦恢?。目前，北方地區(qū)大體向地?zé)峁帷糜委燄B(yǎng)——種植養(yǎng)殖——休閑娛樂這一模式發(fā)展，而東南沿海則以地?zé)崧糜巍＝’燄B(yǎng)——種植、養(yǎng)殖——制冷、烘干、空調(diào)為主的方向發(fā)展；西部地區(qū)云南等地已著手開發(fā)地?zé)崧糜伟l(fā)展旅游事業(yè)[7]。

地?zé)峁┡饕杏诒本?、天津、西安、鄭州、鞍山等大中城市以及北方石油開采區(qū)的城鎮(zhèn)，開采60-100℃地?zé)崴疄闃怯罟┡５卦礋岜眉夹g(shù)擴(kuò)大了地?zé)崮艿膽?yīng)用領(lǐng)域，在工程應(yīng)用方面，地下水地源熱泵系統(tǒng)數(shù)量最多，應(yīng)用范圍最廣，而土壤源地源熱泵發(fā)展最快，應(yīng)用潛力最大。據(jù)2009年最新調(diào)查，應(yīng)用淺層地?zé)崮苓M(jìn)行供暖和制冷的地源熱泵項(xiàng)目在我國已經(jīng)超過2000個，建筑面積近8000萬m2，地源熱泵利用淺層地?zé)崮茉O(shè)備總?cè)萘窟_(dá)到8898MW。

2009年我國常規(guī)地?zé)嶂苯永迷O(shè)備容量3688MW，利用了46313×1012J的熱量。目前全國已建溫泉地?zé)崴燄B(yǎng)院200余處，公共溫泉浴池和溫泉游泳池1600處，突出醫(yī)療利用的溫泉浴療有430處。全國現(xiàn)共有地?zé)釡厥遥ɑ虼笈铮?33萬m2，主要種植高檔瓜果、蔬菜、食用菌、花卉以及育秧。全國建有地?zé)狃B(yǎng)殖場約300處，魚池面積約445萬m2。地?zé)崴诠I(yè)方面的利用主要集中于印染、伴熱輸油、烘干等方面[4]。

華北等油田已開展伴熱輸油等地?zé)豳Y源的綜合利用，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。華北油區(qū)荊二聯(lián)是油田南部荊丘油田的原油集輸站，擔(dān)負(fù)著該油田南部近一半的原油處理及原油外輸任務(wù)，其所需總的熱量應(yīng)用包括原油外輸脫水及站內(nèi)生活區(qū)用熱。華北油田采油五廠首先利用晉古2-4井原集油管線，將地?zé)崴肭G二聯(lián)。地?zé)崴M(jìn)站后，首先給外輸原油加熱，隨后又給站內(nèi)熱力系統(tǒng)換熱，為循環(huán)水提供熱量。經(jīng)兩級換熱后的地?zé)崴苯舆M(jìn)入油罐，給含水原油加熱，保證了脫水溫度達(dá)到50攝氏度以上，從而停運(yùn)了3臺加熱爐，實(shí)現(xiàn)日節(jié)油5t，節(jié)氣3485m3。這一措施，每年可為華北油田公司節(jié)約原油4800余噸。

4 結(jié)語

我國雖有豐富的能源，但其結(jié)構(gòu)不盡合理，地域分布很不平衡，而由于石油天然氣資源不足等因素，在能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整中，作為新能源與補(bǔ)充能源的地?zé)豳Y源具有廣闊的開發(fā)利用前景。

近年來，我國地?zé)豳Y源開發(fā)利用有了很大發(fā)展，平均每年以12%的速度增長，開采地區(qū)已遍及全國。我國地?zé)豳Y源在發(fā)電、供暖、供熱、醫(yī)療、洗浴、康樂、水產(chǎn)、溫室等方面的開發(fā)利用已形成一定規(guī)模與相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)，取得了較好的經(jīng)濟(jì)、社會與環(huán)境效益。油田企業(yè)可以充分利用自身在鉆井、采出水的優(yōu)勢，開展地?zé)豳Y源的綜合利用，降低能耗，使地?zé)崂贸蔀橛吞镄碌慕?jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。

目前通過應(yīng)用地源熱泵每年減少近4000萬t二氧化碳排放，為我國低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，走可持續(xù)發(fā)展道路，是我國的既定國策。加快包括地?zé)豳Y源在內(nèi)的新型、清潔替代能源的開發(fā)利用，對轉(zhuǎn)變我國經(jīng)濟(jì)粗放型增長方式、走科學(xué)發(fā)展之路，將會起到更大、更重要的作用。

[1]尤孝才,姚書振,顏世強(qiáng),等.我國地?zé)豳Y源勘查開發(fā)利用及保護(hù)對策[J].中國礦業(yè),2007,16(6):1-3.

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[4]馬立新,田舍.我國地?zé)崮荛_發(fā)利用現(xiàn)狀與發(fā)展[J].中國國土資源經(jīng)濟(jì),2006(9):19-21.

[5]陳墨香,汪集.中國地?zé)嵫芯康幕仡櫤驼雇鸞J].地球物理學(xué)報,1994,37(S1):320-338.

[6]黃潔,李虹.地?zé)豳Y源及其開發(fā)利用[J].西部資源,2007,17(2):7-8.

[7]劉時彬.地?zé)豳Y源及其開發(fā)利用和保護(hù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005:216-224.