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我国地热能开发利用现状及发展趋势

发布时间:2019-07-11 15:52所属分类:工程师职称论文浏览:1

摘要:近年来,国内地热能开发利用发展迅速,本文结合国内地热能发展情况,从浅层地热能、水热型地热能、无干扰式地热能及地热发电等多个方面的开发利用现状进行了总结,认为我国地热供暖已取代温泉疗养成为地热开发利用的最主要方式。通过对我国目前的供暖

  摘要:近年来,国内地热能开发利用发展迅速,本文结合国内地热能发展情况,从浅层地热能、水热型地热能、无干扰式地热能及地热发电等多个方面的开发利用现状进行了总结,认为我国地热供暖已取代温泉疗养成为地热开发利用的最主要方式。通过对我国目前的供暖环保需求和国家地热能发展相关政策分析,判断我国地热开发利用将由单一应用、粗放应用向梯级利用、集成应用发展,对于地热能条件适宜地区逐步将地热供暖向地热发电方向延伸。

  关键词:地热供暖;分布式能源;清洁能源;地热发电

分布式能源

  1概述

  能源供给和环境保护是当今社会面临的主要问题之一。为了更好的应对该问题,世界各国不断致力于开发和利用新能源。近几年来,常规化石能源使用所引发的环境问题也越来越严重,倡导全球绿色、低碳、可持续发展的呼声日趋高涨。地热资源储量巨大、分布广泛,基本不受地理位置的限制,是一种低碳环保、适用性强、稳定性好的可再生能源;在我国结构能源调整、环境污染治理、清洁能源供暖的背景下,将会发挥至关重要的作用。

  2我国地热能开发利用现状

  我国地热资源储量巨大,在直接利用方面优势明显,在温泉疗养和地热供暖方面长期处于世界的领先地位。我国地热资源的开发利用,长期以来主要以温泉疗养为主。根据相关数据统计,到2014年底,在我国的地热资源利用中,浅层地热能利用(地源热泵)占比58%,中深层地热供暖占比约19%,温泉疗养、洗浴占比18%。这一数据的对比,突显出了当今我国地热能开发利用的能源性、技术性不断受到重视。

  2.1浅层地热能开发利用

  浅层地热能开发利用主要以地源热泵技术对建筑物进行供暖、制冷为主。相比欧美等发达国家,我国利用地源热泵技术,虽然起步晚,但发展很快,其范围之广、规模之大已远超国外。地源热泵技术主要是利用地下200m以浅的恒温层作为热量交换体,冬天提取热量,夏天提取冷凉,通过地埋管循环系统和热泵设备将冷热量转移至建筑物需求端。

  地源热泵系统的优点是运行稳定、环保、不受环境温度影响,在极端天气环境下能提供稳定高效的能源供给。地源热泵地源热泵技术引进国内已有20余年,经过十余年的快速发展,作为一种主要的浅层地热能利用方式,以获得了行业的认可;在我国东北、华北等地得到广泛应用和大力推广。

  2.2水热型地热能开发利用

  水热型地热能的开发利用主要用于供暖、温泉疗养、种植等方面,该方式主要以抽取深层地下热水的形式进行。由于通过该方式开发地热能简单方便、经济性好,近十年在国内发展迅速,特别是在地热供暖利用方面,从河北的雄县到陕西咸阳再到北京、天津、山东等地开发水热型地热能用于供暖已形成规模化发展。近年来,随着环保要求的进一步提高,一些地区也相继出台相关文件严格限制地下热水的抽采;水热型地热能供暖项目要求“以灌定采”确保100%实现地下水的同层回灌。这些措施丝毫未影响水热型地热能开发利用的发展。

  2.3无干扰式地热能开发利用

  无干扰地热能利用技术是近年来国内兴起了一种新型地热能供暖技术。中深层地热能无干扰供热技术是以是通过钻机向地下一定深度(一般为2000m-3000m,可为单井也可为对接井)钻孔,通过特定换热器将地下深处热量导出,再通过热泵设备进行升温,为地面建筑物进行供热的新技术。这一技术与水热型地热利用技术的区别在于不开采使用地下热水,对地下水环境干扰较小,在任何地方都可以进行地热交换,是一种典型的分布式能源。针对于该类型中深层供热技术的诸多优点,该项技术在陕西、山东、河北、河南等各省得到了大力推广,目前全国已实现供暖面积超过1000万平方米。

  2.4地热发电

  我国地热发电,起步于20世纪70年代,当时以开发中低温地热能为主要发展方向,在江西、广东等地区先后建立了多个地热发电示范基地。1977年,我国开始涉足中高温地热发电,在西藏羊八井成功建成了第一个中高温地热发电站,然而在随后很长一段时间,我国地热发电几乎停滞不前。近几年,我国地热发电才逐渐受到重视,多个地热发电项目正在建设推进中。

  台湾、藏南、滇西和川西是我国高温水热型地热资源主要分布的地区,是未来地热发电的潜力区。我国干热岩资源丰富,但干热岩地热发电(增强型地热发电)技术长期落后于发达国家。相信在不久的将来,通过各项技术的研究突破,我国地热发电将取得新的进展。

  3发展机遇

  3.1全国供热需求增长,供热格局发生变化

  近年来,随着人民生活水平的不断提高和广大南方地区冬季寒冷天气的频发,在南方一些地区实行冬季供暖的呼声日益高涨。与此同时,北方供暖区供暖季雾霾频发,清洁能源供暖替代燃煤供暖形式迫在眉睫。在此形势下,煤改地热成为一种较为理想的清洁供暖方式,在北方广大地区煤改中深层地热已取得了较大的进展。考虑到南方地区供冷、供热需求,结合浅层地热地源热泵系统的应用特征,在南方地区发展浅层地热能是一个不错的选择。

  3.2分布式能源推广促进了地热能发展

  与传统的集中供暖相比,分布式能源是一种靠近用户侧的独立能源站供能方式。近年来,国家出台相关政策鼓励因地制宜发展各类分布式能源。由于中低温地热资源分布的普遍性,地热供暖基本上不受地理位置的限制;相对于传统集中供暖来说,地热供暖灵活分布的特点,可省去了集中管网建设投资和长距离运输的能源损耗。分布式能源的进一步发展,将会为地热供暖、发电等可再生能源的开发利用提供更广阔的发展空间。

  3.3政策密集出台为地热发展提供制度保障

  近两年来,国家层面的地热能发展政策及相关规划文件密集出台,政策对地热能开发利用的导向作用越发明显。国家《地热能开发利用“十三五”规划》出台,给出了近期地热供暖及地热发电目标、实施路径与重点工程部署方案。国家层面的《规划》出台之后,各地区积极跟进,陆续出台了各省市相关政策规划及实施方案,一系列政策的出台为地热能发展提供了有力保障。在能源结构改革、环境污染严重的大背景下,地热能凭借其储量丰富、清洁低碳、可以持续利用、不受环境影响等优点,拥有巨大的市场潜力。有着国家层面的重视与支持,地热能市场也会日趋完善,地热产业值得期待。

  4地热能开发利用的发展趋势

  4.1资源使用由粗放式向精细化发展

  近年来,我国地热能利用方式主要以供暖为主。供暖技术由单一的水热型供暖逐步发展为地源热泵供暖和无干扰式供暖等多种形式。无干扰式地热供暖由于其更突出的环保优势,越来越受到社会的青睐。

  水热型地热供暖逐步由粗放的供暖方式向更为精细的地热梯级利用方向发展,进一步减少地热资源的浪费,将提取的热量经济效益最大化。在纵向上,地热能资源利用的领域将进一步得到拓展,从地热能供暖逐步向烘干和高效农业方向发展;在横向上,由单一的地热能作为供热热源向地热能+多种清洁热源互相补充的多种供热热源方向发展。

  4.2地热供暖逐步向地热发电发展

  地热发电的关键是技术,目前我国地热发电主要以中高温发电为主,随着地热供暖技术的不断发展、成熟,中低温地热发电及增强型地热发电系统关键技术的突破,地热能开发利用将由地热供暖逐步向地热发电高端业务延伸。我国拥有丰富的中低温、中高温地热资源及干热岩资源,在地热发电领域,发展潜力巨大。在未来,我国地热发电产业将实施“三步走”发展战略,即:近期以中高温地热发电为主,以中低温地热发电为辅;逐步发展到中高温、中低温地热发电并重;远期以干热岩发电为主,在全国范围内推广地热能发电。

  5结论

  地热资源是一种宝贵的清洁、可再生能源,在利用地热能供暖的实践中,我们必须遵循在保护中进行开发的原则,以使地热资源能够可持续利用。发展地热能供暖和地热能发电,使其成为我国能源供应的重要组成部分,是促进我国能源结构优化调整的重要举措,也是国家未来能源发展的主要方向。

  参考文献

  [1]袁清,刘金侠.常规地热能开发技术应用与实践[M].北京:中国石化出版社,2015.

  [2]国家发展和改革委员会.地热能开发利用“十三五”规划.

  [3]郭森,马致远,李劲彬等.我国地热供暖的现状及展望[J].西北地质,2015,48(4):204-209.

  [4]张家云.我国中深层地热能供暖现状及问题研究分析[J].科技创新导报,2017,38:44-45.

  [5]孔祥军,孙振添.中国地热产业发展现状及诉求分析[J].理论探讨,2014,9(Z1):14-16.

  相关刊物知识阅读:《分布式能源》(双月刊)是由中国大唐集团公司主管,中国大唐集团科学技术研究院有限公司与清华大学出版社有限公司主办的科技期刊,于2016年8月创刊,刊号为CN 10-1427/TK。

  

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