东丽湖地热科普报告

发布时间:2020-04-20

　　地热能是来自地球深处的可再生热能。这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，是引致火山爆发及地震的能量。地球内部的温度高达7000℃，而在80至100公英里的深度处，温度会降至650至1200℃。透过地下水的流动和熔岩涌至离地面1至5公里的地壳，热力得以被转送至较接近地面的地方。高温的熔岩将附近的地下水加热，这些加热了的水最终会渗出地面。有文献粗略估计，每年从地球内部传到地面的热能，相当于100拍瓦时（1拍瓦=1千万亿瓦特，即10的15次方瓦），折合100万亿度电，这个数字约是2010年全球耗电量18.466万亿度（美国能源信息署数据库提供）的5倍多，数量之大可见一斑。运用地热能最简单和最合乎成本效益的方法，就是直接取用这些热源，并抽取其能量。

　　图1 全国地热资源分布

　　地热能主要分为三类：浅热、水热和干热。浅热，即浅层地热能，是上世纪最后十多年世界地热界开拓出的一个新领域，主要依赖于地源热泵技术的发展。中国和瑞典是浅层地热能利用做得最好的国家。该领域的迅猛发展使得我国保持了地热直接利用总量持续20多年世界第一的位置。

　　图2 浅层地热能深度分布

　　水热是指对温泉的利用。我国是开发利用温泉资源最早的国家之一，目前该领域的现状是，直接利用发展很快，但地热发电则进展缓慢。上世纪70年代，在李四光先生的倡导下，我国先后建成了西藏羊八井、那曲、郎久等7个地热发电站。然而，由于种种原因，目前我国高温地热发电仅剩下羊八井电站。2015年底，全国水热型地热能供暖面积达1.02亿平方米，而当年京津冀直接采用地下水供热面积达7100万平方米。

　　与浅热和水热相比，干热可谓是未来的能源。干热，即地表以下3000米至1万米深处的岩石中所蕴涵的地热能，是未来深层地热资源开发的主要目标。我国地热资源储量数据的变化，也主要立足于此。然而，干热利用面临的最大挑战则是技术上的不成熟。

　　图3 地层热力传导图

　　国土资源部中国地质调查局“十二五”期间对我国336个地级市以上城市地热资源普查结果显示，我国地热资源年可开采量达26亿吨标准煤，但目前实际开采量只有2100万吨标准煤，其中适宜供暖制冷的地热能年可开采量达7亿吨标准煤。

　　根据中国地质调查局地热资源调查评价成果，截至2015年底，我国年利用浅层地热能对建筑物供暖制冷面积为3.92亿平方米，其中京津冀8500万平方米，约占全国的20%，是我国浅层地热能开发程度最高、用于建筑物供暖制冷规模最大的地区。

　　2017年年初，国家发展改革委、国家能源局、国土资源部联合印发《地热能开发利用“十三五”规划》，计划“十三五”时期，我国新增地热能供暖（制冷）面积11亿平方米，到2020年，地热供暖（制冷）面积累计达到16亿平方米。

　　天津市东丽区东丽湖地热资源丰富，热储类型齐全，地热资源开发利用历史悠久。目前已形成地热供暖、温泉洗浴、养生理疗、康乐旅游、矿泉水开发等多级地热开发利用模式。自2017年，自然资源部中国地质调查局在天津东丽湖地区部署深部地热调查工作。2018年，中国地质调查局勘探技术研究所联合中国地质调查局水环中心成功钻获温度100℃、单井涌水量高达每天3120立方米的高温热水，对蓟县系雾迷山组二段热储层的富水性和水温取得全新认识，证实了天津地区主力开采层下存在高产能新储层。

　　图4 全球地热直接利用国家排名

　　地热资源的开发利用是调整能源结构、实现绿色发展、应对气候变化的有效途径。目前,地热资源已成为全球新能源利用的热点，全球有效开发利用地热资源的国家已达80多个。其中,中国的地热直接利用量已连续多年位居世界首位。据了解,面对环境污染、气候变暖等全球性问题，中国政府主动肩负起大国责任，调整能源消费结构，优先发展低碳清洁能源，近年来在地热资源勘查开发利用方面取得了一系列成效。

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