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地球深处的清洁能源:我国地热能开发利用情况

地热作为清洁环保的新型可再生能源,具有资源储量大、分布广、利用系数高等特点。大力发展地热等清洁能源,对于调整能源结构、实现非化石能源目标,推进节能减排均具有重要意义。

2016年全国两会政府工作报告中指出,重拳治理大气雾霾,提高清洁能源比重。我国地热资源丰富,有专家认为,在有条件的地区充分利用地热发电和供暖,可显著改善能源结构,有效缓解冬季霾污染的不利状况。

清洁高效的地热能

地球是一个庞大的热库,蕴藏着巨大的热能,通过火山爆发、岩层的热传导、温泉以及载热地下水的运动等途径,将热能送向地表。

地热资源是指能够经济地被人类利用的地球内部的地热能、地热流体及其有用组分。利用时不会产生CO2、SO2等污染气体,排放几乎为零,可维持对环境最低水平的影响。

地热能不仅清洁环保,而且利用效率较高,地源热泵依靠1kW的驱动能(电力)能带出2.5kW的浅层地热能。地热发电平均利用效率高达73%,是太阳光伏发电的5.4倍、风力发电的3.6倍。

按照温度,地热资源可分为3类:温度大于150℃的地热以蒸汽形式存在,叫高温地热;90℃~150℃的地热以水和蒸汽的混合物等形式存在,叫中温地热;25℃~90℃的地热以温水、温热水、热水等形式存在,叫低温地热。高温部分供地热发电利用,低温部分用于供暖和制冷。

按埋藏深度,地热能也可分为3类:200米以内的为浅层地温能;200米~3000米的称为常规地热能;3000米~10000米的称为干热岩或增强型地热。

我国浅层地温能资源开发利用程度较高。截至2014年,全国利用浅层地温能的建筑物面积已达3.6亿平方米,相当于每年节约标准煤约675万吨,减排二氧化碳1500万吨、二氧化硫10.68万吨。

我国中低温地热资源丰富

据估计, 储存于地球内部的热量约为全球煤炭储量的1.7亿倍。当然,地热资源不可能全部被开采和利用。

就全球来说, 地热资源的分布并不平衡,高温地热资源基本上沿大地构造板块边缘的狭窄地带分布, 形成了著名的4个环球地热带(见上图),即环太平洋地热带、地中海——喜马拉雅地热带、红海——亚丁湾——东非裂谷地热带和大西洋中脊地热带。

高温地热多存在于地质活动性强的全球板块的边界,即火山、地震、岩浆侵入多发地区,如著名的冰岛地热田、新西兰地热田、日本地热田等。

专家建议,国家在技术研发、资源合理利用以及市场准入等方面制定相关政策。如建立国家级地热产业核心技术研发平台,并依托示范项目加快地热能利用关键技术产业化进程;尽快启动干热岩勘查开发利用示范工程建设;制定优惠政策,推动地热产业步入快速发展轨道;尽快出台全国性的地热资源管理法规,以推动我国地热资源开发利用的法制化管理。同时,积极引导社会资金投入,逐步形成开发有度、市场有序的良好局面。

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“无烟城”雄县

 河北省雄县境内地热资源丰富,是华北地热资源最为丰富的地区之一。分布面积广,其中基岩热储面积320平方公里,占县域总面积的61%;储量大,地热水储量达821.78亿立方米,热能相当于66.3亿吨标准煤;埋藏浅,便于开发利用;温度高、水质优,且富含多种微量元素,达到“国家医疗热矿水标准”。

2006年,被中矿联、国土资源部命名为“中国温泉之乡”称号后,雄县人民政府于2009年与冰岛及中石化专门从事地热开发的企业签订战略协议,引进先进技术,开发地热集中供暖,开创了“政府主导、政企合作、技术先进、环境友好、造福百姓”的科学、先进、规模化开发的“雄县模式”,具有重要的推广意义。雄县地热资源开发CDM通过了国家发改委审核,于2013年8月在联合国注册。

目前,雄县共开凿地热井78眼,城区地热供暖面积达270万平方米,占集中供暖总面积的92%,年替代标准煤9万吨,减排二氧化碳18.99万吨、二氧化硫0.48万吨、粉尘1.19万吨,极大缓解了清洁能源供应紧张的局面,有效改善了城市空气质量。

羊八井地热电厂

西藏自治区所处的地理位置恰好是地中海——喜马拉雅地热带的重要组成部分,具有丰富的地热资源。羊八井地热电厂位于拉萨市西北当雄县境内,是迄今为止世界上海拔最高的地热发电厂,也是国内装机容量最大、西藏目前唯一一所正在运行的成熟利用浅层地热进行工业性发电的地热电厂。截至2014年年底,羊八井地热电站累计发电30.6亿千瓦时,折合标准煤约95万吨,减排CO2约260万吨,为西藏经济社会发展和环境保护做出了积极贡献。