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我邦地热资源拓荒近况

地热资源调查

  我国地热资源开发现状_能源/化工_工程科技_专业资料。中国石化新星公司 国家地热能中心 二〇一七年三月 前 言 习总书记在主持中央财经领导小组第十四次会议时强调,推进北 方地区冬季清洁取暖,尽可能利用清洁能源,加快提高清洁供暖比重。 为推进

  中国石化新星公司 国家地热能中心 二〇一七年三月 前 言 习总书记在主持中央财经领导小组第十四次会议时强调,推进北 方地区冬季清洁取暖,尽可能利用清洁能源,加快提高清洁供暖比重。 为推进清洁供暖工作,发改委、财政部、环保部、住建部、国家能源局 等组织9个调研组赴河南、河北、山东多地开展清洁能源供暖调研工作。 2月9号,国家发展改革委副主任、国家能源局局长努尔.白克力带领调 研组赴河北雄县调研清洁取暖和地热资源开发利用工作,地热成为清洁供 暖聚焦点,地热能迎来历史性重大发展机遇期。 2 汇报提纲 一、中国地热资源开发利用现状 二、中国地热能开发利用“十三五”规划 3 一、中国地热资源开发利用现状 (一)地热能的分类 根据地热能赋存埋深和温度, 地热能可分为三类:浅层地热资 源、水热型地热资源及增强型地 热资源(干热岩地热资源)。 地面 0.2 km 浅层地热资源 指蕴藏于地表一定深度(一 般小于200m)范围内岩土体、地 下水和地表水的热能,主要通过 热泵进行利用。 水热型地热资源 指蕴藏在地下水中,通过天 然通道或人工钻井进行开采利用 的地热能。 干热岩地热资源 指埋深3000m、温度大于 200℃,内部不存在流体或仅有 少量地下流体的有较大经济开发 价值的热储岩体。 4 3.0 km 10.0 km 一、中国地热资源开发利用现状 (二)我国地热资源储量 浅层地热能 ? 地级以上城市浅层地热能年可采资源量折合标煤 7亿吨。 水热型地热能 ?4000米以浅水热型地热资源量折合标煤12500亿吨, 年可采资源量折合标煤18.7亿吨。 ? 3.0-10.0km内资源量相当于860万亿吨标准煤 干热岩 ? 现正处于研发阶段 (国土资源部2015年发布) 5 一、中国地热资源开发利用现状 (三)中国地热资源的开发利用形式 地热资源的开发利用可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;中温和低温地热资源则以直接利用为 主;对于25℃以下的浅层地热能,可利用地源热泵进行供暖和制冷。 地热开发利用方式 浅层地热能 供暖或制冷 中低温地热 直接利用 高温地热 发电 地热供暖 地热温室 地热工业 利用 地热水产 养殖 地热温泉 水疗 地热农业 利用 6 一、中国地热资源开发利用现状 经过各级政府、研究院所、大学,特别是企业界的不断努力,中国的地热产业 取得了长足的进步,截止“十二五”末,已实现年替代标煤2000万吨,占一次能源 消费的0.465%,成为我国可再生能源家族中的重要一员。 1.浅层地热能供暖/制冷 上世纪90年代引入地源热泵技术,虽然起步晚,但发展很快。目前应用范围扩 展至全国31个省市自治区。到2015年底,全国浅层地热能供暖 /制冷面积达到 3.92 亿平方米,实现年替代标煤1160万吨,年减排二氧化碳3000万吨。 用友软件园中所设计的“地源热泵+冰蓄能+冰蓄冷”系统,是为用 友软件园量身定制的一套集热泵技术、变频技术、夏季蓄冰、冬季蓄 热技术和地下土壤的换热技术有机合理地结合为一体的复合式能源系 统,是暖通空调领域内的一次革命性的技术创新。 一期 二 期 国奥村(污水源热泵) 北京用友软件园地源热泵项目 7 一、中国地热资源开发利用现状 2.中深层地热能直接利用 20 世纪90 年代以来,地热资源开发利用得到了蓬勃的发展,形成了以天津、陕 西、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 热资源直接利用方式。到2015年底,全国中深层地热供暖面积达到1.02亿平方米,实 现年替代标煤290万吨,减排二氧化碳750万吨。 雄县盛唐小区地热供暖 雄县地热供热站 8 一、中国地热资源开发利用现状 3.地热发电 中国20世纪70年代,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、经济效益等原因,目前仅广东丰顺和西 藏羊八井尚在发电。2014年底,中国地热发电总装机容量仅为27.88MW。 广东丰顺地热发电站 西藏羊八井地热发电站 9 一、中国地热资源开发利用现状 60000 总之,经过多年的地热资源开发, 中国地热直接利用连续多年位于世界首 位,如图所示中国地热直接利用是第二 50000 48,435 年产出热能(GWh) 40000 30000 21,075 14,423 12,536 7,422 5,426 4,408 7,259 3,288 中国 美国 瑞典 土耳其 德国 法国 日本 冰岛 瑞士 20000 名美国的 2 倍多。如果加上地热发电折 算成年产出热能,2014年中国地热总体 利用为 48570 GWh ,仍远大于美国的 10000 0 2014年世界地热直接利用对比图 5% 18% ?浅层地热供暖 ?中深层地热供暖 19% 58% 36328 GWh。 中国地热直接利用结构发生了可喜 的变化。2014年底浅层地热供暖占58%, 中深层地热供暖占19%,温泉洗浴仅占 18%。地热开发的能源性、技术性得以 突出。 ?温泉洗浴 ?其他 2014年中国地热利用比例 10 汇报提纲 一、中国地热资源开发利用现状 二、中国地热能开发利用“十三五”规划 11 二、中国地热开发 “十三五”规划 (一)规划基础和背景 李四光指出:“地下是一个大热库,是人类开辟的一个新的自然能 源,就像人类发现煤炭、石油可以燃烧一样重要”。经过30年的不懈努 力,我国地热产业取得长足发展,我国地热供暖制冷面积实现5亿平 米。随着我国能源结构调整、大气污染治理要求的日益迫切,地热能作 为一种潜力巨大的清洁可再生能源,将发挥日益重要的作用。 12 二、中国地热开发 “十三五”规划 2014年2月27日,在雄县地热开发利用现场会上,国家能源局决定委托国 家地热能中心牵头,研究、编制国家地热能开发利用“十三五”总体规划。 2014年6月25日,国家能源局和国土资源部下发《关于组织编制地热能开 发利用规划的通知》。 国家地热中心开始研究国家能源局设立的两个重大课题“全国地热能开 发利用目标、任务和布局研究”、“中深层地热能开发利用产业发展研究”, 于2015年5月底向国家能源局提交专题研究报告。 13 二、中国地热开发 “十三五”规划 国家地热能中心收集、汇总、整理了江苏省、河南省、天津市、贵州、吉林省 等16个省、市地热能开发利用“十三五”规划,参与审查了湖北省、新疆、陕西省 地热能开发利用规划,主导编制了西藏自治区地热能开发利用规划。 参加 “2015年世界地热大会”并组织相关专业人员翻译地热能开发利用主要 国家的地热能发展报告,补充完善了国际地热能开发利用的信息。 2016年底,中国地热能开发利用“十三五”规划清稿完稿,2017年二月,国家 发改委、国土资源部及国家能源局联合发布《地热能开发利用“十三五”规划》, 这是国家首个地热产业规划。 14 二、中国地热开发 “十三五”规划 (一)发展目标 地热供暖/制冷面积:新增11亿平方米,浅层地热能7亿平方米,中深层 地热4亿平方米。至2020年,地热供暖(制冷)面积累计达到16亿平方米。 地热发电装机容量:累积新增50万千瓦,至2020年,累计实现地热发电 装机容量53万千瓦。 地热能利用总量:到2020年,地热能利用总量7000万吨标煤,地热供暖 年利用量4000万吨标煤。 京津冀地区将实现地热供暖(制冷)面积4.4亿平方米,地热能年利用 量达到约2000万吨标煤,地热供暖年利用量1280万吨标煤。 15 二、中国地热开发 “十三五”规划 地热资源丰富 市场需求大 开发技术成熟 中国地热资源年可开 采量(折合标煤)约26 亿吨,目前利用量(折 合标煤)约2100万吨, 开发潜力巨大。京津冀 地区地热资源年可开采 我国供暖面积逐年增 长,据估计到2020年, 集中供暖面积将达到120 亿平方米(2015年67亿 平方米),供暖需求大 。地热替代燃煤锅炉和 散煤供暖,不产生污染 物,为当前大气污染治 经过40余年的开发利 用,中国已经形成了“ 地热勘查评价技术”、 “采灌均衡技术”、“ 高效换热技术”、“智 能监控技术”等一系列 较为完善的地热勘察、 利用技术体系,具备了 加快发展的基础。 量(折合标煤)3.43亿 吨,基本可满足该地区 供暖制冷需求。 理提供一条重要路径。 16 二、中国地热开发 “十三五”规划 (二)重点任务 1.组织开展地热资源勘查与选区评价 “十三五”期间,在全国地热资源开发利用现状普查的基础上,查明我国 主要水热型地热区(田)及浅层地热能、干热岩开发区地质条件、热储特 征、地热资源的质量和数量,并对其开采技术经济条件做出评价,为合理开 发利用提供依据。支持有能力的企业积极参与地热勘探评价,支持参与勘探 评价的企业优先获得地热资源特许经营资格,将勘探评价数据统一纳入国家 数据管理平台。 17 二、中国地热开发 “十三五”规划 2.积极推进中深层地热供暖 按照“集中式与分散式相结合”的方式推进水热型地热供暖,在“取热 不取水”的指导原则下,进行传统供暖区域的清洁能源供暖替代,特别是在 经济发达、环境约束较高的京津冀鲁豫和生态环境脆弱的青藏高原及毗邻 区,将水热型地热供暖纳入城镇基础设施建设中,集中规划,统一开发。 18 二、中国地热开发 “十三五”规划 3.大力推广浅层地热能利用 “十三五”期间要按照“因地制宜,集约开发,加强监管,注重环保” 的方式来开发浅层地热能。通过技术进步、规范管理解决目前浅层地热能开 发中出现的问题,并加强我国南方供暖制冷需求强烈地区的浅层地热能开发 利用。在重视传统城市区浅层地热能利用的同时,要重视新型城镇地区市场 对浅层地热能供暖/制冷的需求。 19 二、中国地热开发 “十三五”规划 4.地热发电示范 在西藏、川西等高温地热资源区开展高温地热发电示范;在华北、江 苏、福建、广东等地区大力发展中低温地热发电示范。建立、完善扶持地热 发电的机制,建立地热发电并网、调峰、上网电价等方面的政策体系。 20 二、中国地热开发 “十三五”规划 5.关键技术研发 开展地热能资源评价技术、高效率换热技术、中高温热泵技术、高温钻 井工艺技术研究以及经济回灌技术攻关;开展井下换热技术深度研发,深入 开展水热型中低温地热发电技术研究和设备攻关;开展干热岩资源发电试验 项目的可行性论证、选择场址并进行必要的前期勘探工作。 关键技术 地热资源 勘查与评 价技术 高温地热 钻井成井 工艺技术 高效换热 /制冷技 术 地热尾水 经济回灌 技术 EGS发 电试验 研究 21 二、中国地热开发 “十三五”规划 6.信息统计监测体系建设 建立浅层及水热型地热能开发利用过程中的水质、岩土体温度、水 位、水温、水量及地质环境灾害的地热能资源信息检测系统。 建立全国的地热能开发利用监测信息系统,利用现代信息技术,对 地热能勘察、开发利用情况进行系统的检测和动态评价。 22 二、中国地热开发 “十三五”规划 7.产业服务体系建设 围绕地热能开发利用产业链、标准规范、人才培养和服务体系等, 完善地热能产业体系。 ? 完善地热资源勘探、钻井、抽井、回灌的标准规范 ? 制定地热发电、建筑供热制冷及综合利用工程的总体设计、建设及 运营的标准规范 ? 加强地热能利用设备的检测和认证 ? 建立地热能产业和开发利用信息监测体系,完善地热能资源和利用 的信息统计 ? 加大地热能利用相关人才培养力度,积极推进地热能利用的国际合 作 23 二、中国地热开发 “十三五”规划 (三)重大项目布局 1.中深层地热供暖 根据资源情况和市场需求,选择京津冀、山西(太原市)、陕西(咸阳市) 、山东(东营市)、山东(菏泽市)、黑龙江(大庆市)、河南(濮阳市)建设 水热型地热供暖重大工程(项目)。采用“采灌均衡、间接换热”或“井下换热 ”的工艺技术,实现地热资源的可持续开发。 黑龙江 河 山北 陕 西 山东 西 河南 24 二、中国地热开发 “十三五”规划 2.浅层地热能利用 沿长江经济带地区,针对城镇居民对供暖的迫切需求,加快推广热泵技术应 用为主的地热能利用,减少大规模选择燃煤集中供暖,减少天然气供暖造成的保 供和价格的双重压力。以重庆、上海、苏南地区城市群、武汉及周边城市群、贵 阳市、银川市、梧州市、佛山市三水区为重点,整体推进浅层地热能供暖/制冷 项目建设。 重庆市 上海市 贵州 贵阳市 苏南地区 城市群 广西 梧州市 广东 佛山市 武汉及周 边城市群 25 二、中国地热开发 “十三五”规划 3.中高温地热发电 西藏地区位于全球地热富集区,地热资源丰富且品质较好。有各类地热显示 区(点)600余处,居全国之首。西藏高温地热能居全国之首,发电潜力约300万 千瓦,尤其是班公错—怒江活动构造带以南地区,为西藏中高温地热资源富集区 ,区内人口集中,经济发达,对能源的需求量巨大,是开展中高温地热发电规模 开发的有利地区。 26 二、中国地热开发 “十三五”规划 4.中低温地热发电 在东部地区开展中低温地热发电项目建设。重点在河北、天津、江苏、福建 、广东、江西等地开展,通过政府引导,逐步培育市场与企业,积极发展中低温 地热发电。 27 二、中国地热开发 “十三五”规划 5.干热岩发电 开展万米以浅地热资源勘查开发工作,积极开展干热岩发电实验,在藏南、 川西、滇西、福建、华北平原、长白山等资源丰富地区选点,通过建立2-3个干热 岩勘察开发示范基地,形成技术序列、孵化相关企业、积累建设经验,在条件成 熟后进行推广。 28 三、规划亮点与焦点 (四)规划亮点与焦点 1.地热在未来调整能源结构中贡献突出 根据《地热能开发利用“十三五”规划》,到2020年累计达到地热供暖/制冷 面积16亿平方米,加上发电、种植、养殖、洗浴等,地热能利用总量约为7000万 吨标煤。按照《国家能源十三五规划》,我国非化石能源占比从2015年的12%提高 到2020年的15%,增长3个百分点。 2020 年能源消费总量约为 48 亿吨标煤,届时地热占比将达到 1.5% ,比目前的 0.5% ,提高 1个百 分点,也就是说在非化石能源今 后五年的3个百分点增幅中,地热 16% 15% 14% 13% 12% 11% 10% 15% 地热占 1/3 12% 核电、水电 风电、光伏 等占2/3 “三分天下有其一”。说明地热 在未来能源结构调整中的贡献十 分巨大。 2015年 2020年 非化石能源占一次 能源消费比重 2015-2020年非化石能源增长3 个百分点中,各类能源构成 29 三、规划亮点与焦点 2. 大力发展水热型地热供暖 按照“集中式与分散式相结合”的方式推进水热型地热供暖,在“取热 不取水”的指导原则下,采用“采灌均衡、间接换热”或“井下换热”的工 艺技术,借助北方清洁能源供暖契机,因地制宜,在京津冀地区大力推广地 热供暖,代替农村散煤供暖。 未来,水热型地热能的开发利用在“雄县模式”的基础上,将向两极 方向发展。 ? 向地市级区域发展,建设更大范围的集中供热。 ? 向乡镇级区域发展,倡导新农村、无煤村建设。 30 三、规划亮点与焦点 京津冀、山东、山西、河南地区 是我国冬季强制供暖区,冬季燃煤供 暖,雾霾天气多发。据环保部透露, 28(2+26)市被确定为京津冀大气污 染传输通道,是下一阶段大气治理重 点地区,清洁供暖关键地区。 4 8 个 个7 个 7 个 大力发展地热供暖对于防治大气 污染,减少雾霾具有重大意义,地热 供暖将逐步向中心城市发展,建设更 大规模集中供暖。 31 三、规划亮点与焦点 通过与发改委、财政部、国家能源局调研发现,清洁供暖改造主要有以下几种方 式,“煤改电”、“煤改气”、“改型煤”、“改生物质”、“改太阳能”、”改地 热能”等,地热供暖优势很大。 分享一个调研案例,河北廊坊南营村“煤改气”改造,政府每户补贴9800元(炉 子6000,接口费3800),每年燃气补贴2500元(暂定三年)。据了解,运行费用每户 (100平方米)5000-6000元,最高达7000元,除去政府补贴还剩3000元左右,较燃煤 供暖还是偏高,但南营村经济条件好,百姓还可以接受。 32 三、规划亮点与焦点 相较于其他清洁供暖方式,地热代替散煤供暖是有一定优势的,农村地 热供暖初投资在每平米200元左右(沙辛庄),地热供暖运行维护成本每平 米7元,与其他方式相比,前期投资大,但运行成本低,缺点是受资源限 制。 要做好农村散煤替代工作,关键在于针对农村打造合理的开发模式,农 村收费难、管理难,针对农村特点,探索一条适合农村的地热供暖方式,迫 在眉睫。 33 三、规划亮点与焦点 3. 浅层地热能成增长主力 “十三五”规划新增地热供暖(制冷)面积11亿平方米,其中浅层7亿平方 米,占63.6%,成为地热增长主力,浅层地热能主要通过地源热泵开发利用。 根据地热能交换系统形式的不 同,地源热泵系统分为地埋管地源热 泵系统、地下水地源热泵系统和地表 水地源热泵系统。 地表水 浅层地热能 地下水地源热泵 地埋管地源热泵 海水源热泵 江、湖、河水源热泵 污水源热泵 “传统的秦岭-淮河供暖线已经过时,南方冬季的阴冷天气远比北方难熬” ,南方供暖呼声越来越高,地源热泵冬天能供暖,夏天能制冷,特别适合南方地 区使用,可很好的满足人民需求,经济适用。 34 三、规划亮点与焦点 因此,一般意义上讲,在南方江河湖泊等水资源比较丰富,在 水源与建筑物比较匹配的地方,可以优先采用江水源模式。同时, 不象北方总体上缺水,许多地方对于地下水的开采有严格的限制, 南方一般地下水也要比北方丰富,并且一般情况下地下水地源热泵 比起地埋管地源热泵总体上占地小,因此在南方可以采用地下水地 源热泵的就优先采用。只有水空调和地下水地源热泵都不具备条件 的情况下,再看是否可以采用地埋管地源热泵。当然,上述条件及 假设同样适用于北方地区,只是由于北方地区的地上水和地下水资 源都不如南方,因此更多地考虑采用地埋管地源热泵而已。 另外,无论是南北方,城市污水都是非常重要的资源,并且开 发上受限制较小,应加大污水源热泵系统的开发力度。 35 三、规划亮点与焦点 4.中高温地热发电开始发力 2014年底,我国地热发电总装机容量为27.28兆瓦,排名世界第18位,与我国 地热大国地位完全不符。 西藏地区位于全球地热富集区,地热资源丰富且品质较好,居全国之首。西藏 高温地热能居全国之首,是开展中高温地热发电规模开发的有利地区,十三五期 间将建立、完善扶持地热发电的机制,建立地热发电并网、调峰、上网电价等方 面的政策体系,促进地热发电发展。 36 三、规划亮点与焦点 根据西藏地热资源勘探成果和资源潜力评价结果,并综合考虑电力需要,优 选羊八井、羊易、谷露、古堆、朗久等11处高温地热田作为“十三五”地热发 电目标区域, 11处高温地热田发电潜力合计830MW,“十三五”有序启动400MW 装机容量规划或建设工作。 “十三五”西藏地热发电重大工程分布图 37 三、规划亮点与焦点 四大焦点 1.地热尾水回灌 目前,地热开发还不能保证尾水100%回灌,粗略估计,目前地热产业回灌率为 50%左右。 水热型供暖要想持续健康发展,必须贯彻“取热不取水”理念,砂岩回灌问 题,这一世界性难题,必须尽快攻关,保证地热尾水回灌的可持续性,才能促进地 热产业持续健康发展。 2.多头管理 地热能开发利用管理职能分散在国土、住建、水资源管理等部门,不利于地热能 资源的开发利用,也导致了地热能开发中出现问题后难以得到有效、快速解决。 在国家层面明确地热能利用的管理部门,作为常设的地热能开发利用的协调机 构,研究地热能发展指导意见,协调指导地热发展的有关问题。 38 三、规划亮点与焦点 3.地热政策 地热是清洁可再生能源,相对其它可再生能源,国家对地热产业的扶持政策没有 明确。 国家相关部门制定针对利用地热替代化石能源供热(制冷)的补贴政策, 以热量 (冷量)为单位进行补贴;参照居民用电价格给予地热能供暖项目优惠电价;对于 100%回灌的项目,免收水资源费(税)。 4.规范地热市场 目前行业内存在准入门槛偏低、规范和标准不统一,不能适应地热开发利用的需 要。特别是地热尾水回灌比例低,将造成环境污染和地下资源枯竭。 建立地热行业准入制度及资源勘察开发和保护制度,规范地热行业的投资行为, 对地热能的开采、利用进行立法,严格监管。 39 结束语 国家“十一五”规划中列入了风能、太阳能规划目标,结果10年 来风能装机容量从 2005年的126万千瓦增长到 2015年的12934万千瓦, 增长了 103 倍,太阳能光伏发电装机容量从 2005 年的 7 万千瓦增长到 2015年的4318万千瓦,增长了635倍。今年,国家“十三五”规划中也 专门编制了《中国“十三五”地热产业发展规划》,从风能太阳能开 始编制规划10年来的发展速度不难看出,地热产业的发展前景将不可 限量,地热的黄金时代已经到来。 40 谢 谢! 41

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