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地热产业 是指参与地热资源的勘探、开发、应用等一系列过程活动的企事业单位集合体。地热能是地球内部蕴藏的巨大自然能源,是新能源家族的重要成员,是一种清洁的'可持续利用能源。地热产业主要由地热勘查评价、地热应用技术、地热人才培养体系、地热设备制造、地热工程设计施工以及地热环境管理等要素构成。而且详细阐述了地热产业的概念、地热产业化的重要性、我国的地热产业化现状以及发展地热产业的主要措施等。
地热勘查评价是地热产业最基础的工作,主要是指通过地质调查"地球物理勘探、地球化学勘探、地热钻探和动态监测方法来探明地热能的分布、资源量、品质、开发利用条件等各种地质条件和水文地质条件 。
地热应用技术主要包括地热资源勘查评价技术,梯级综合利用"回灌"监测等工程技术,地源热泵等开发技术和干页岩发电技术也称增强型地热统、地热开发项目的高风险使得应用技术研发尤为关键,在现阶段地源热泵技术已成为浅层地热能快速发展的引擎,而增强型地热系统是国际上未来地热能发展的方向。
地热人才培养体系的建立和研究机构的发展为产业的发展提供了人力资源保障,随 着 市 场对各类地热人才需求的不断增长,需要不断加强高校教育平台和专业研究机构对人才的培养,通过产学研机制 将学术研究成果与 商 业开发 项 目相对接。
地热设备制造是指以地源热泵系统为代表,包括热泵机组、地暖管、地热板等在内的一系列工程设备制造"近几年,世界范围内地源热泵生产企业数量不断增加,但以中、小企业居多。
地热工程设计施工是指以地暖工程为代表包括钻井、管道铺设、热泵安装等环节在内的一系列地下、地面工程。
地热环境管理是指开展地热系统的动态监测工作#有效预防和管理地热开发过程出现的工程环境问题:
(1)地质环境扰动,包括诱发性地质灾害、地面下沉和水平变形;
(2)环境污染,包括热污染、水污染、大气污染和放射性污染;
(3)生态影响,包括对动植物和土壤的影响。
地热资源的开发利用是一个系统化工程,产业综合竞争力的提升需要与相关产业:如旅游服务、环境科学、工程钻探、地质勘查、金融投资和机械制造等形成产业集群效应。
地热资源的开发利用带动了一个新兴产业---地热产业,据国际地热协会公布的资料,全世界地热开发利用的直接和间接收入超过1000亿美元,美国、法国等发达国家十分重视地热产业的发展。我国地热资源开发利用也具备了相当规模,去年11月25-27日召开的中国能源研究会第四届专业委员会会议提出,以市场为取向,以科技创新为基础,积极推进地热产业化发展,标志着我国地热资源的开发利用跃上了新台阶,今年五月全国地热产业规划会议提出,到2010年我国地热产业的发展规模为年产值100~120亿元。河南省地热开发已具备了相当规模,据不完全统计,全省地热打井投资额每年在3000万元以上,地热资源市场年收入超过5000万元,加上相应的设备生产、设计安装、维修等间接收入,估计地热产业总收入在8000万元以上,可提供近万人的就业机会,节省水资源约500万吨。地热能的开发利用不仅节省了一次性化石能源的消耗,还缓解了交通压力,减少了环境污染,为数千户居民提供了生活用热水,地热产业已成为河南省一个新的经济增长点 。
地热产业包括地热资源勘探、规划设计、开发、保护、应用、地热产品及其专用设备研制、生产、销售和相
关的科学技术研究、培训等。它是随着地热资源开发而形成的集经营、生产、销售、服务和技术培训、科学研、专用产品开发等为一体的新兴行业,发展地热产业就是要通过联合和重组,使地热资源开发利用从粗放型走向集约型,从零星的打井向规模化、市场化发展,使技术更加成熟,管理科学有序,经济效益更上一层。实现地热产业化的标志就是勘探、规划、设计、开发、保护、应用、地热产品及其相关设备的研制、生产、销售和科学技术研究、人才培训有机结合,互相衔接,资源开发与环境保护形成良性循环,企业充满生机与活力,地热事业持续、稳定、健康地发展。河南省地热资源的开发利用尚处于起步阶段,集中表现在,资源开发程度低、开采井的布局和深度过于集中、发展不平衡、规模小、综合利用不够、效益低等,与实现地热产业化的要求相差甚远。
地热能-----地球内部蕴藏的巨大自然能源,作为新能源家族的重要成员,是一种清洁的'可持续利用能源(通常所说的地热,是指那些能够经济地为人类所开发和利用的地球内部的热资源。它分为深层地热能和浅层地热能(前者大多属于高温地热,主要用于发电'供暖等"后者是位于常温层之下'较经济的开采深度一般小于200米的中低温地热资源,既可恢复又可再生,温度比较稳定、分布广泛、开发利用多元 。
目前,虽然已经有学者提出地热产业的概念,但是缺乏对地热产业的系统理论研究。这一方面是因为宏观层面没有新能源作为独立产业列入国民经济行业目录,包括联合国公布的国际标准产业分类和我国颁布的-国民经济行业分类与代码.都没有。地热产业,这一单项。另一方面是人们对地热资源利用的认识主要集中在传统的温泉旅游'洗浴疗养'供暖等行业,因而导致产业边界理解模糊。同时,国内外学者对地热产业的研究多集中在地热资源勘查技术'地热资源开发应用等方面少有将地热产业,作为一个单独的对象进行理论研究。商业实践缺乏理论指导。
这种对地热产业概念'构成'结构认识的不一致为地热学术研究'地热工程应用和地热产业规划等带来了交流上的障碍,间接地产生地热资源开发项目盲目上架'雷同低效的结果。因此,明晰地热产业概念产业构成,不仅可以弥补理论研究的不足,而且可为未来区域规划地热产业布局'调整地热产业结构提供理论依据。
在地热应用技术不断进步的基础上,地热能被开发成电能"热能"生产原料"旅游等产品,在这一过程中伴随地热设备制造"工程设计施工"环境管理"金融服务等经济活动的开展!有明显的市场需求供应特点。
从经济学的角度来说,目前市场上所进行的与地热相关的经济活动有完整的产业形态,已具备产业基本存在要素:
(1)具有独特的产业技术(地热发电/供热技术等)
(2)有投入----产出特点(人力、资本、地热等资源要素的投入转化为电能、热能等能源产品和洗浴、旅游等服务产品)
(3)以追求经济、社会和环保效益为目的!具有可衡量的产业水平产值(运用经济学、数学等相关知识计算与地热相关的经济活动的开展已产生了可观的经济、环保效益)
(4)有多个独立但围绕地热资源开发利用为经营对象和经营范围的经济组织,从上游的地热资源勘探一直到下游的地热资源利用!已形成了较为完整的产业链。同时,在规模"职业化和社会功能方面,地热经济活动也满足产业规定性要求#据此分析!地热产业已经形成。
国外提出地热产业这一术语相对较早,提出了地热产业!并对冰岛地热发电行业进行了描述和分析,但没有明确界定地热产业这一概念的具体内容。随后,在罗马尼亚的奥拉迪亚市召开的针对低温地热产业的产品与技术的国际推广研讨会上将地热产业这一术语推广到国际地热市场。
因此,我们认为地热产业是指参与地热资源的勘探、开发、应用等一系列过程活动的企事业单位集合体 。
据估算,中国深度 2000 米以内的地热资源所含的热能相当于 2500 万亿吨标准煤,初步估计可以开发其中的 500 亿吨。
我国地热资源的较大规模的开发利用始于 20 世纪 70 年代初,经过 40 多年的发展,在技术上已经形成以取暖、水产养殖、浴疗、农业和医药等直接利用方式和地热发电为主的综合开发利用体系。总体上看,我国的地热能利用已经形成以西藏羊八井为代表的地热发电,以天津、西安、北京为代表的地热供暖,以重庆为代表的地热水水源热泵供热制冷,以大连为代表的海水源热泵供热制冷,以东南沿海为代表的疗养与旅游,以华北平原为代表的种植和养殖的开发利用格局 。
从以上分析可以看出我国地热资源的开发利用已经形成产业化,但是我国地热产业还处于初期阶段。在产业化的发展过程中也还存在着诸多问题,主要表现在以下几方面:
第一,缺乏统一的全国地热资源勘查开发规划。地热资源勘查是一个复杂系统的工程,往往需要投入大量的人力、物力、财力,现实是当前我国对地热资源勘查的投入严重不足,全国大部分地区尚未开展地热资源勘查。地热资源储存于地下,不同于其他新能源,在开发前期必须投入大量的资金,用于地下资源的勘探,勘察之后才能决定是否具有开发利用的潜在价值。自 1986 年以后,我国取消了这项由国家投资的勘探费用,勘探投资和风险承担全部由开发方来负担。自此之后,国家在地热资源勘探方面基本上没有投入。即使是已经勘查出具有利用价值的地热资源,在开发利用前期也没有进行系统的长远的开发规划,在开发过程中存在诸多问题,缺乏具有法律效力的发展目标规划。
第二,地热资源浪费现象严重、综合利用率低。与国外地热发达国家相比,我国地热能的科学开发利用起步相对较晚,除个别大城市外,大部分地热资源丰富地区处于粗放式开采、低效率利用的阶段,导致已开发的地热资源没有得到充分合理的利用,地热资源浪费现象严重、综合利用率低 。
第三,国家对地热资源重视不够。我国政府很早就对风能、太阳能、生物能等可再生能源的发展非常重视,多项推动这些新能源产业发展的政策纷纷出台。但是同样的"关注目光"却没有投向同是清洁、可再生能源的地热资源。地热能的利用,尤其是利用地热进行发电需要较高的技术和先进的装备,而且地热产业投资大、风险高。据统计 2005-2009 年间,地热产业投入资金私人占 97.7%,政府仅占 2.3%。从统计数据可以看出我国政府在地热产业的投资比例非常低。
第四,我国地热资源的利用技术落后,发展不平衡。我国的地热资源开发利用技术在研发方面与国外地热利用发达国家相比还有很大的差距。我国在地热资源直接利用方面的技术相对先进,可是地热发电技术一直处于停滞不前状态。 我国地热能的开发历史悠久,地热产业要健康、快速、高效地发展,就需要对地热产业的现状进行法律上的优化。促进地热资源的产业化发展不仅需要技术的革新,最重要的推力就是国家的扶持。作为新兴产业尤其需要法律激励机制的促进。总体上看,我国地热产业在国家一系列激励措施的推动下,必将朝着产业规模化方向迅速发展。
山东聊城西部地热田地热地质特征
? 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 成果与方法 山东聊城西部地热田地热地质特征 马晓东 ,陆荣莉 ,周长祥 ,李 敏 (山东省地质科学实验研究院 ,山东 济南 250013) 摘要 :山东省聊城西部地热田位于临清拗陷内的莘县凹陷的南部 ,面积约为 1 280 km2。地热类型属低温层控砂岩 孔隙型 ,盖层为第四系和新近纪黄骅群明化镇组 。常被利用的地热有新近纪黄骅群馆陶组和古近纪济阳群东营组 2个热储层 ,其中馆陶组热储层中地热水矿化度为 5 000 mg/L 左右 ,可利用地热资源量为 2. 5490 ×10 18 J,热水资源 静储量为 126. 06 ×109 m 3 ;东营组热储层中地热水矿化度较高 ,
要说地热井必先了解什么是地热。
地热资源有着广泛的用途,它和矿物燃料的区别在于不用燃烧, 因其可输送性比较低,输送高温地热水的极限距离约100km, 天然蒸汽的输送距离大约只有10km, 故一般是使地热能就地转换为电能或直接利用。我国利用地热主要用于发电、工业烘干及制冷空调、供暖、医疗洗浴、温室、养殖、农业灌溉等,其应用范围取决于地热水的温度高低。温度高,可用于地热发电;温度低,则只能用于地热温室、养殖及农业灌溉。
(一)发电
限于高温地热田,我国用于发电的地热田有西藏羊八井、河北后郝窑、广东邓屋、湖南宁乡灰汤等地热田, 上述地热田所建电站除西藏羊八井投入工业利用外,其余均为试验性电站。
(二)工业利用
限于60~150℃的中、低温地热水,主要用于烘干、纺织印染及制革洗涤等方面,地热水用于工业的适用温度。
(三)供暖
用于供暖的地热水温度一般在60℃以上,也有采用50~60 ℃的,50℃ 以下的则很少采用。分直接供暖和间接供暖两种方式:直接供暖是将地热水直接送入供热系统, 其对地热水的水质要求高,不得对供暖管道系统产生腐蚀和结垢,一般为矿化度比较低的地热水;间接供暖是使地热水通过热交换器将热转换给供热系统进行供暖。开采具有腐蚀性和易产生结垢的地热水供暖,一般采用间接供暖方式。地热水供暖的利用率取决于地热水的温度及其供暖后排放水温度,地热水温度愈高, 供暖后的排水温度愈低, 则其供暖的利用率越高。
(四)医疗洗浴
最适于洗浴的地热水温度是40~60℃, 温度偏高需加入凉水或适当降低温度后, 方可用于洗浴, 这样做对地热资源是一种浪费;温度偏低, 会使身体感到不适。用于医疗的地热水, 除有温度要求外, 对水质有相应的要求。我国采用下列标准作为医疗地热水,又称医疗矿泉水水质标准。
(五)饮用矿泉水
不少低温地热水,因其来源于深部,未受人为污染,并含有一些有益于人体健康的微量元素,可作为饮用天然矿泉水开发利用, 我国开发的一些饮用天然矿泉水中,就有相当一部分是低温地热水。当地热水的污染物指标、微生物指标及锂、锶、锌、铜、铬、钡等组分的限量指标符合要求的条件下,水中有一项( 或一项以上)指标符合表2.5.6的规定,可作为饮用天然矿泉水开发。
(六)水产养殖
温度在30~45℃,符合TJ35渔业水质标准低矿化的地热水,可用于水产养殖。在中国较多的用于养殖鳗鱼、罗非鱼、对虾、河蟹、甲鱼等。
(七)农业利用
一是利用地热建立温室,种植名贵花卉、蔬菜等作物;二是用于农田灌溉或给土壤加温。前者利用地热水温度在30~75℃之间, 后者利用地热水温度一般在40℃以下。用于农田灌溉的地热水水质应满足农田灌溉用水水质标准。
规划内容
《规划》指出,到“十四五”末,全省地热能供暖(制冷)面积累计达到2500万平方米,产业竞争力、影响力、渗透力和辐射力不断增强,产业增加值突破80亿元,形成完整的地热能上、中、下游产业链体系和适合省情的管理制度和激励政策措施。
《规划》结合贵州省委省政府确定的“一二三四”工作思路,围绕“四化”创新性地提出打造“一区”(铜仁引领发展区)、“两核”(贵阳—贵安—安顺都市圈、遵义都市圈核心发展区)、“两带”(毕水兴发展带、凯里都匀发展带)、“多极”(县域城镇发展极)地热能产业发展布局,并对每个布局区块的工作重点及要求进行了明确。
《规划》根据产业发展目标、布局,针对现状存在的问题,提出“构建科学高效的地热能开发利用格局、构建切实可行的地热能开发利用管理体系、构建地热能开发利用省内技术标准体系、构建地热能产业发展的科技创新支撑体系、构建地热能产业发展的资源供给保障体系”五个方面的重点任务。
同时,《规划》还结合省内外地热能产业发展实际情况,对地热能产业发展的投资规模、经济效益、环境效益及社会效益进行分析测算。并参考《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国水污染防治法》《工业企业厂界环境噪声排放标准》GB12348-2008、《环境空气质量标准》GB3095-2012等法律标准,分析了项目施工期间噪声、扬尘、固体废渣、废水以及环境等污染防治措施。
为了研究地热正常动态特征,文献 收集了226个地热前兆观测台站的数据, 建立了地热前兆应用数据库. 通过对地热前兆台站观测资料的整理分析, 将地热正常动态分为地热的长期正常动态和地热的短期动态两类, 归纳出6种类型的地热长期正常动态和4种类型的地热短期正常动态, 并结合观测点处的水文地质情况, 对不同的地热正常动态类型的成因进行了初步分析。
地热长期正常动态是指井孔观测点处温度的长期(最少1年)形态及特征变化,是正常的长期背景变化。长期正常动态可分为:稳定型、漂移型、年周期型、近似长周期型、大幅度波动型和跳变型6种。
1. 稳定型长期正常动态指的是井孔观测点处的温度随时间变化较小,基本呈线性上升或下降,温度年变幅不超过0.01℃的动态类型。
2. 漂移型长期正常动态指的是井孔观测点处的温度随时间变化较大,基本呈线性上升或下降,温度年变幅度超过0.01℃的动态类型,漂移型分为升温漂移和降温漂移两种。
3. 年周期型长期正常动态指的是井孔观测点处的温度呈年周期变化的动态类型。
4. 近似长周期型长期正常动态指的是井孔观测点处的温度呈周期为1月至数月的长周期变化,周期形态相对较稳定。
5. 大幅度波动型长期正常动态指的是井孔观测点处的温度随时间变化较大,呈无规则长期波动的动态类型。
6. 跳变型长期正常动态指的是井孔观测点处的温度每年出现几次温度突升、突降的动态类型。
地热短期正常动态是指井孔观测点处温度1天至1个月短期的形态及特征变化,是正常的短期背景变化,短期正常动态可分为:稳定型、日周期型、固体潮型和短周期型4种形态。
1. 稳定型短期正常动态是指井孔观测点处的温度月变幅在0.0020℃以内的动态类型,反映该观测点温度的短期动态变化是稳定的。
2. 日周期型短期正常动态是指井孔观测点处的温度存在日周期的动态类型。
3. 固体潮型短期正常动态是指井孔观测点处的温度存在固体潮的日波和半日波分量的动态类型。
4. 短周期型短期正常动态是指井孔观测点处的温度存在周期为数分钟至数百分钟,幅度约千分之几至百分之几度的温度波动变化的动态类型。
井孔观测点处的温度长期动态与短期动态的常见组合有:
稳定-稳定型:长期动态和短期动态都是稳定型的,如泉州台、西宁台等;
稳定-短周期型:长期动态是稳定型而短期动态是短周期型的,如上饶台、平罗台等;
漂移-稳定型:长期动态是漂移型而短期动态是稳定型的,如武都台、大武台等。
从地热的正常动态中还可以类推得到以下几种组合:
大幅度波动-短周期型,如巢湖台、集宁台等;
年周期-短周期型,如祁连台、石嘴山台等;
近似长周期-短周期型,如北川台、临汾台等。
地热长期动态形态和短期动态形态会发生变化,例如山东栖霞台在汶川Ms8.0地震后,由短周期形态变为稳定形态,陕西洛南台在地震后,由稳定形态变为短周期形态。