昆仑燃气财务共享服务中心降本增效调查
2015-09-22
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来源:中国石油石化工程信息网
布广,用途广泛、稳定性好且可循环利用的特点,正成为颇具竞争力的新能源。近日,中国工程院院士曹耀峰就我国地热能源开发利用现状与展望做了深入阐述。中国地热资源及利用概况
我国地热资源储量大,占全球地热资源量的1/6,其中浅层地热能资源量每年相当于95亿吨标准煤,现每年可利用3.5亿吨标准煤,减排5亿吨二氧化碳;中深层地热能资源量相当于8530亿吨标准煤,现每年可利用6.4亿吨标准煤,减排13亿吨二氧化碳;干热岩资源量相当于860万亿吨标准煤,现正处于研发阶段。
地热资源按照埋藏深度分为浅层地热能、中深层地热能、干热岩地热能。从埋藏深度和分布地域上看,浅层地热能资源一般在200米以内,利用条件好的适宜区主要分布在东北地区南部、华北地区、江淮流域、四川盆地;中深层地热能(常规地热能)一般在200~3000米,分为对流型和传导型,其中高温对流型地热主要分布在滇藏及台湾地区,中低温对流型主要分布在东南沿海和胶辽地区,而中低温传导型地热主要分布在大中型沉积盆地;干热岩(增强性地热),埋藏深度一般在3000~10000米,主要分布在西藏,其次是云南、广东、福建等地区和山东、陕西局部地区。
我国地热资源的开发利用分为发电和直接利用两个方面。高温地热资源主要用于发电;中低温地热资源则以直接利用为主,对于25摄氏度以下的浅层地热能,可利用地源热泵进行供暖和制冷。比如以天津、河北为代表的地热供暖,以北京、东南沿海为代表的温泉旅游与疗养等中深层地热资源直接利用。预计2015年底,我国中深层地热供暖面积将达到1亿平方米。
在地热发电方面,我国先后在广东丰顺、河北怀来、江西宜春、湖南灰汤、辽宁熊岳、广西象州和山东招远等7个地区建设了中低温地热发电站,在西藏羊八井建设了中高温地热发电站。因发电效率和经济效益等原因,目前仅广东丰顺和西藏羊八井尚在发电。尽管我国直接利用地热资源量多年来位于世界首位,但地热发电比较滞后。2014年底,我国地热发电总装机容量仅为27.28兆瓦,位居世界第18位,与地热资源大国地位很不匹配。
不过到2014年底,我国地热资源直接利用发生了积极变化。地源热泵达到58%,地热供暖比例为19%,首次超过18%的温泉洗浴。地热开发的能源性、技术性逐渐显露出来。
地热开发利用技术亟待提升
基于我国地热资源利用不足的现实状况,提升开发利用技术水平成为当务之急。
我国的地热资源开发利用技术是一门多学科的综合技术,涉及资源的勘察与评价、钻井成井工艺、尾水回灌、梯级利用、高效运营、保温与换热、防腐防垢、热泵发电等技术。
目前,我国地热开发利用技术的实施主体主要由国家地热能中心、中科院等多家科研机构和中国石油大学、中国地质大学等高校构成。这些单位相继开展了地热资源开发利用技术研究,初步建立了一套与我国地热资源特点相适应的技术体系,指导地热资源勘探开发实践。
地热资源的勘察技术和资源的评价技术在指导目前我国地热勘察与评价上起到了积极作用。地热资源的勘察技术,以电法、大地电磁法为主,在西藏、天津、北京、陕西、河北、河南、山东、四川、新疆等地的地热资源勘查中得到广泛应用。
地热资源评价技术,以热储体积法最为成熟,国土资源部2009年组织开展全国地热资源潜力评估,该成果已于2014年11月发布,确定了地热开发有利目标靶区。
针对不同的深度、地层和岩性,形成了不同的热储类型的井身结构优化设计、低密度流体钻井、热储层物性录井、测井及有效储层评价等地热井钻井成井工艺技术体系。比如中国石油联合中国石化在肯尼亚OLKARIA地区施工了一批高温地热井,最高地层温度达到350摄氏度,初步形成了高温定向钻井、井筒降温、钻头选型、空气泡沫钻井液等高温地热井钻井技术。
地热尾水回灌技术,是实现地热资源可持续开发的有效措施,在世界各国已获得广泛应用。在地热资源保护、减少资源浪费、延长生产井寿命及减少环境污染等方面具有重要作用。
在开发利用地热中,如果没有回灌就会造成二次污染,地下会面临被掏空的危险;而一旦利用好回灌技术,地热资源则取之不尽、用之不竭,回灌技术的重要性可见一斑。
在我国,中国石化在开展回灌技术上走在前列,实现了灰岩热储层100%回灌,砂岩底层回灌取得阶段性成果。比如山东商河、乐陵试验井回灌率超过80%;陕西咸阳正在进行回灌试验,其中文林2号井回灌系统已取得国家知识产权局颁发的“砂岩地热尾水经济回灌系统”专利,自然回灌量连续两个采暖季保持在每小时100立方米以上,最大瞬间回灌量达到每小时148立方米,回灌率达到100%。
地热开发利用的技术还有蓄能技术,比如冰蓄能、水蓄冷、蓄热等。此外,还有循环技术、高效的灌热技术及地下水的防冻技术。
以中国石化为例看地热产业发展状况
在涉足地热领域的企业中,中国石化发展较早也较为成熟,它的发展模式一定程度上反映了我国地热开发利用的状况。
资料显示,2006年以后,中国石化的地热利用规模几乎是以连年翻番的速度加快发展,其提供的中深层地热供暖面积达4000万平方米,占了国内中深层地热供暖面积的40%,每年实现可替代标准煤120万吨,减排二氧化碳300万吨,现已成为国内地热开发规模最大的企业。
2013年2月,中国石化确定将地热业务作为单个产业进行整体规划,充分发挥上中下游一体化的优势,明确了由新星公司作为清洁能源专业公司的发展定位。
梳理其地热发展的历程,中国石化的模式主要有以下几个特点:在市场上实现由小到大逐步铺开,在利用上从单一供暖向多元产业链延伸,在业务性质上具有国家战略意义,在发展模式上成功打造了企地合作新模式等。
在与陕西咸阳、河北雄县等局部区域合作开发地热资源的基础上,新星公司形成了面向全国的市场新格局。目前中国石化已与5个省(市、区)、19个市、3
