地热能开发利用现状与前景分析

地热能开发利用现状与前景分析

1 刘延强 2 谢宏皓

1 西安节能协会 陕西省 西安市 710021

 2西安节能协会  陕西省西安市 710021 

摘 要：近年来随着能源转型战略的实施，地热能作为一种可再生能源因运行稳定、分布广泛受到多方关注，为促进地热能的开发，加速实现向发展动能的转变，本文从多方面分析地热能开发利用的技术以及发展前景。

关键词：地热能；现状；前景分析

地热资源作为一种极具竞争力的清洁可再生能源，与其他能源相比优势明显，具有稳定（不受季节和昼夜变化的影响）、利用率高（地热发电利用效率可超过73%，是太阳能光伏发电的5.2倍、风力发电的3.5倍）、安全、运行成本低、可综合利用（发电、取暖、洗浴、养殖、融雪、城市热水供应）等优越性[1]。大规模的开发利用是应对全球气候变化、节能减排和雾霾治理的需要，巨大的资源储量也将使地热能成为人类未来的重要替代能源之一。地热资源根据埋藏深度，可分为浅层地热，中深层地热和深层干热岩地热。本文针对地热资源开发现状、应用中存在的问题及后续发展作出一系列论述，并通过这些研究对地热资源的开发及使用方向作出进一步分析。

1 有关地热能源的开发、使用现状分析

1.1有关地热能源的概述

对于地热能源首次发现和开发从二十世纪的七八十年代起，经过专业团队几十年的研究也取得出了一系列勘探、开发的技术成果，从而形成了一套勘探、开发、利用地热能技术框架。关于“为什么地热资源可以被如此广泛使用”这个问题我们就要从分析其特性角度出发，其特性首要就是可再生能力，其次就是其储备能力强也拥有很丰富的资源，第三就是其分布区域比较广泛。之所以说他储备能力强，就是因为世界上有很多自然资源，而它却可以占到全世界份额的百分之八左右，而我国的地大物博其地热资源的占比也在世界上领先，正因如此我国也对地热资源的开发、应用有比较前卫的见解。可再生资源是我国当前比较重视资源利用的一部分，可再生资源不仅可以起到与不可再生资源类似的作用还可以使自然环境免受破坏，应用地热资源也是顺应了我国当前生态文明建设的理念。

1.2有关国内地热能源的开发现状分析

我国对地热的开发利用仍处于初级阶段，主要集中在中低温热资源的研究和利用方面；对干热岩地热资源的开发研究尚处于起步阶段，在部分地区进行了干热岩地热资源调查评估，仅中科院等少数科研单位开展了初步理论研究。2012年，我国启动了“863”计划项目“干热岩热能开发与综合利用关键技术研究”，2013年，国土资源部在青海共和盆地中北部钻成了井深2230ｍ、井底温度达153℃的干热岩井，对干热岩地热开发进行了探索试验。

经过近十年的科技攻关，项目开展了干热岩靶区定位技术与工程测试技术研究，完成了靶区1km×1km地球物理探查及解译，建立了干热岩开发实验模拟平台，开发了地热资源展示与评价系统软件；开发了干热岩地下系统热-水-化-力多场耦合换热模拟程序，提出了3种复合发电系统方案，完成了示范工程设计工作，开发了模拟干热岩应用条件的3种防腐防垢工艺及涂层材料等，为我国干热岩资源开发利用提供了理论依据和关键技术支撑。

1.3有关国内地热能源的利用现状分析

我国对地热能源的开发主要被用到了生产和生活两方面，随着地热能源的开发也形成了一系列以地热能源为主要开发资源的产业，随着经济发展地热产业化程度加深，我国的相关地热产业主要是在生产电能上展现，地热产电作为一个新兴产业其发展仍处于初级阶段并且在各方面还没有得到很好的完善。我国在许多地区都建有热电厂比如云南、四川等地，我国地热产电开始的也比较早，在热电厂建造选址上也比较考究相对会选择温度较高的地区或者海拔相对较高的地区，在西藏建造的是我国第一座热电厂也是我国迄今为止最大的一座；在人类生活上地热资源应用到的方面也比较多，地热供暖、地热温室、地热水疗等都是对地热的一种直接利用，地热供暖可在很大程度上解决烧煤供暖给环境带来的负担且地热供暖的效率更高、效果更好，来自自然的条件不仅更适合花卉植物等的生长也可以为我国该方面带来很大的经济效益，解决冻害问题也可有利于人民，地热水疗最多的应用在笔者看来还是温泉，不仅可以舒适人们的身心也可以起到一定医疗保健的作用，无论是旅游度假还是保养对人们来说都是一种很好的选择，也可以带动我国经济的发展，同时提升我国人民的精神需求以及带动其享受型消费。

2 有关地热资源开发、使用过程中出现的问题

2.1有关环境保护方面的问题分析

地热能源总的来说还是自然资源，对自然资源的开发难免会对自然环境产生一定影响，即使地热资源一种可再生资源，被称为是环保资源但是也避免不了出现一些环境问题，最主要的环境问题在于污染上，比如热污染、土壤污染等，当然长时间的地下资源开发对地表也会产生一定影响进而导致地面下沉且问题也十分严重。由于长时间对地下资源的掠夺，不断地开挖和有害物质地进入，使地热资源被污染进而导致地下许多资源被污染、水土也进而流失，流物体的有害物质排出给人们的生活带来很大的危害，排出的地热水在流入土层后对农作物也有一定破坏作用。

2.2有关资源分配问题分析

有关地热能资源的分配问题主要还是从市场导向与国家政策方面分析，在市场方面的资源分配问题，由于我国地热资源主要分布在西南地区，同时这两个地区的交通、经济也相对落后，不能为我国地热能源市场提供更多资源，这样一来限制了资源的流通与利用；在政策方面，我国对资源丰富地区的开发重视力度不够大，这也是资源分配不均的主要原因之一。

2.3有关技术问题的分析

随着社会不断发展，地热开发技术方面也不断进步，但还存在着许多在技术方面的弊端。地热资源岩勘探开发是一项复杂的系统工程，包含了靶区优选与井位部署、钻井与热储改造、开发利用3个阶段。靶区定位、裂缝和流动通道识别、人工裂缝和流动通道创建、热流循环示踪监控、高效热能提取等方面均存在大量技术问题尚未有效解决，迫切需要技术创新来解决相关问题。在供暖利用上对于地热能源的热能转换技术上还稍有欠缺。

2.4有关人力资源方面的问题分析

有关地热能源的开发与应用有可能成为我国未来研究的一个主要方向，也是相关高等专业教育发展的一个方向，但是由于时间的推移和社会经济的发展，我国在该方面需要有先进的创新型人才来着手继续发展，无论是技术还是设备都需要大力创新、迎合科技。但是就目前来说我国相关方面的技术专业人员、设备管理与设计人员都还是空白，专业人才的缺失不利于我国当前地热资源开发，也很难使其得到快速、优质的发展；另一方面由于我国高校对该专业的重视度还不够高，因此专业人才也比较匮乏。

3 有关地热能开发利用的前景分析

石油和天然气固然是目前最常用的消耗资源，但是人们的生活生产不能停止，而这些能源的长期应用也会有一天消耗殆尽，进而其价格也会有所增长，所以我们必须大力开发一些可供人民生产生活使用的可再生环保型资源，笔者人为根据地热资源的特性确实是一个可供发展的一种资源，其特性也正好顺应了我国生态文明建设的理念，加之近年来我国相关资源用与生产、生活的频率增强也正影射了其将极有可能成为我国的主流利用资源，对其的大力应用也有可能使我国出现一些新的产业，进而带动我国整体经济的发展。

4 结束语

总的来说我国有关地热资源开发的目的还是将其能够很大程度的应用到市场中，更大的需求需要对其加大力度去开发，我国相关人员需要加大对其投入、改善观念积极创新、培养更多相关人才，以综合实际来发展好、利用好地热资源，进而带动经济的整体发展。

参考文献：

[1]姜南.可再生能源配额制研究[J].济南:山东大学,2019.

[2]宾德智.我国地热采暖现状、问题与对策[J].2018

[3]中国矿业联合会年会暨首届国际矿业博览会地热开发利用经验交流会论文集[J].北京：中国矿业联合会地热开发管理专业委员会，2019.

[4]刘时彬.地热资源及其开发利用和保护[J].北京:化学丁业出版社，2019.

[5]李德威，王焰新．干热岩地热能研究与开发的若干重大问题[J]．地球科学—中国地质大学学报，2015

[6]韩国锋，王恩志，刘晓丽．岩石损伤过程中的渗流特性［Ｊ］．土木建筑与环境工程，２０１１

[7]闫铁，李玮，毕雪亮．清水压裂裂缝闭合形态的力学分析［Ｊ］．岩石力学与工程学报，２００９

[8]许天福，张延军，曾昭发，等．增强型地热系统（干热岩）开发技术进展[J]．科技导报，2012