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我國地熱能開發利用現狀及發展趨勢

發布時間:2019-07-11所屬分類:工程師職稱論文瀏覽:1

摘要:近年來,國內地熱能開發利用發展迅速,本文結合國內地熱能發展情況,從淺層地熱能、水熱型地熱能、無干擾式地熱能及地熱發電等多個方面的開發利用現狀進行了總結,認為我國地熱供暖已取代溫泉療養成為地熱開發利用的最主要方式。通過對我國目前的供暖

  摘要:近年來,國內地熱能開發利用發展迅速,本文結合國內地熱能發展情況,從淺層地熱能、水熱型地熱能、無干擾式地熱能及地熱發電等多個方面的開發利用現狀進行了總結,認為我國地熱供暖已取代溫泉療養成為地熱開發利用的最主要方式。通過對我國目前的供暖環保需求和國家地熱能發展相關政策分析,判斷我國地熱開發利用將由單一應用、粗放應用向梯級利用、集成應用發展,對于地熱能條件適宜地區逐步將地熱供暖向地熱發電方向延伸。

  關鍵詞:地熱供暖;分布式能源;清潔能源;地熱發電

分布式能源

  1概述

  能源供給和環境保護是當今社會面臨的主要問題之一。為了更好的應對該問題,世界各國不斷致力于開發和利用新能源。近幾年來,常規化石能源使用所引發的環境問題也越來越嚴重,倡導全球綠色、低碳、可持續發展的呼聲日趨高漲。地熱資源儲量巨大、分布廣泛,基本不受地理位置的限制,是一種低碳環保、適用性強、穩定性好的可再生能源;在我國結構能源調整、環境污染治理、清潔能源供暖的背景下,將會發揮至關重要的作用。

  2我國地熱能開發利用現狀

  我國地熱資源儲量巨大,在直接利用方面優勢明顯,在溫泉療養和地熱供暖方面長期處于世界的領先地位。我國地熱資源的開發利用,長期以來主要以溫泉療養為主。根據相關數據統計,到2014年底,在我國的地熱資源利用中,淺層地熱能利用(地源熱泵)占比58%,中深層地熱供暖占比約19%,溫泉療養、洗浴占比18%。這一數據的對比,突顯出了當今我國地熱能開發利用的能源性、技術性不斷受到重視。

  2.1淺層地熱能開發利用

  淺層地熱能開發利用主要以地源熱泵技術對建筑物進行供暖、制冷為主。相比歐美等發達國家,我國利用地源熱泵技術,雖然起步晚,但發展很快,其范圍之廣、規模之大已遠超國外。地源熱泵技術主要是利用地下200m以淺的恒溫層作為熱量交換體,冬天提取熱量,夏天提取冷涼,通過地埋管循環系統和熱泵設備將冷熱量轉移至建筑物需求端。

  地源熱泵系統的優點是運行穩定、環保、不受環境溫度影響,在極端天氣環境下能提供穩定高效的能源供給。地源熱泵地源熱泵技術引進國內已有20余年,經過十余年的快速發展,作為一種主要的淺層地熱能利用方式,以獲得了行業的認可;在我國東北、華北等地得到廣泛應用和大力推廣。

  2.2水熱型地熱能開發利用

  水熱型地熱能的開發利用主要用于供暖、溫泉療養、種植等方面,該方式主要以抽取深層地下熱水的形式進行。由于通過該方式開發地熱能簡單方便、經濟性好,近十年在國內發展迅速,特別是在地熱供暖利用方面,從河北的雄縣到陜西咸陽再到北京、天津、山東等地開發水熱型地熱能用于供暖已形成規模化發展。近年來,隨著環保要求的進一步提高,一些地區也相繼出臺相關文件嚴格限制地下熱水的抽采;水熱型地熱能供暖項目要求“以灌定采”確保100%實現地下水的同層回灌。這些措施絲毫未影響水熱型地熱能開發利用的發展。

  2.3無干擾式地熱能開發利用

  無干擾地熱能利用技術是近年來國內興起了一種新型地熱能供暖技術。中深層地熱能無干擾供熱技術是以是通過鉆機向地下一定深度(一般為2000m-3000m,可為單井也可為對接井)鉆孔,通過特定換熱器將地下深處熱量導出,再通過熱泵設備進行升溫,為地面建筑物進行供熱的新技術。這一技術與水熱型地熱利用技術的區別在于不開采使用地下熱水,對地下水環境干擾較小,在任何地方都可以進行地熱交換,是一種典型的分布式能源。針對于該類型中深層供熱技術的諸多優點,該項技術在陜西、山東、河北、河南等各省得到了大力推廣,目前全國已實現供暖面積超過1000萬平方米。

  2.4地熱發電

  我國地熱發電,起步于20世紀70年代,當時以開發中低溫地熱能為主要發展方向,在江西、廣東等地區先后建立了多個地熱發電示范基地。1977年,我國開始涉足中高溫地熱發電,在西藏羊八井成功建成了第一個中高溫地熱發電站,然而在隨后很長一段時間,我國地熱發電幾乎停滯不前。近幾年,我國地熱發電才逐漸受到重視,多個地熱發電項目正在建設推進中。

  臺灣、藏南、滇西和川西是我國高溫水熱型地熱資源主要分布的地區,是未來地熱發電的潛力區。我國干熱巖資源豐富,但干熱巖地熱發電(增強型地熱發電)技術長期落后于發達國家。相信在不久的將來,通過各項技術的研究突破,我國地熱發電將取得新的進展。

  3發展機遇

  3.1全國供熱需求增長,供熱格局發生變化

  近年來,隨著人民生活水平的不斷提高和廣大南方地區冬季寒冷天氣的頻發,在南方一些地區實行冬季供暖的呼聲日益高漲。與此同時,北方供暖區供暖季霧霾頻發,清潔能源供暖替代燃煤供暖形式迫在眉睫。在此形勢下,煤改地熱成為一種較為理想的清潔供暖方式,在北方廣大地區煤改中深層地熱已取得了較大的進展。考慮到南方地區供冷、供熱需求,結合淺層地熱地源熱泵系統的應用特征,在南方地區發展淺層地熱能是一個不錯的選擇。

  3.2分布式能源推廣促進了地熱能發展

  與傳統的集中供暖相比,分布式能源是一種靠近用戶側的獨立能源站供能方式。近年來,國家出臺相關政策鼓勵因地制宜發展各類分布式能源。由于中低溫地熱資源分布的普遍性,地熱供暖基本上不受地理位置的限制;相對于傳統集中供暖來說,地熱供暖靈活分布的特點,可省去了集中管網建設投資和長距離運輸的能源損耗。分布式能源的進一步發展,將會為地熱供暖、發電等可再生能源的開發利用提供更廣闊的發展空間。

  3.3政策密集出臺為地熱發展提供制度保障

  近兩年來,國家層面的地熱能發展政策及相關規劃文件密集出臺,政策對地熱能開發利用的導向作用越發明顯。國家《地熱能開發利用“十三五”規劃》出臺,給出了近期地熱供暖及地熱發電目標、實施路徑與重點工程部署方案。國家層面的《規劃》出臺之后,各地區積極跟進,陸續出臺了各省市相關政策規劃及實施方案,一系列政策的出臺為地熱能發展提供了有力保障。在能源結構改革、環境污染嚴重的大背景下,地熱能憑借其儲量豐富、清潔低碳、可以持續利用、不受環境影響等優點,擁有巨大的市場潛力。有著國家層面的重視與支持,地熱能市場也會日趨完善,地熱產業值得期待。

  4地熱能開發利用的發展趨勢

  4.1資源使用由粗放式向精細化發展

  近年來,我國地熱能利用方式主要以供暖為主。供暖技術由單一的水熱型供暖逐步發展為地源熱泵供暖和無干擾式供暖等多種形式。無干擾式地熱供暖由于其更突出的環保優勢,越來越受到社會的青睞。

  水熱型地熱供暖逐步由粗放的供暖方式向更為精細的地熱梯級利用方向發展,進一步減少地熱資源的浪費,將提取的熱量經濟效益最大化。在縱向上,地熱能資源利用的領域將進一步得到拓展,從地熱能供暖逐步向烘干和高效農業方向發展;在橫向上,由單一的地熱能作為供熱熱源向地熱能+多種清潔熱源互相補充的多種供熱熱源方向發展。

  4.2地熱供暖逐步向地熱發電發展

  地熱發電的關鍵是技術,目前我國地熱發電主要以中高溫發電為主,隨著地熱供暖技術的不斷發展、成熟,中低溫地熱發電及增強型地熱發電系統關鍵技術的突破,地熱能開發利用將由地熱供暖逐步向地熱發電高端業務延伸。我國擁有豐富的中低溫、中高溫地熱資源及干熱巖資源,在地熱發電領域,發展潛力巨大。在未來,我國地熱發電產業將實施“三步走”發展戰略,即:近期以中高溫地熱發電為主,以中低溫地熱發電為輔;逐步發展到中高溫、中低溫地熱發電并重;遠期以干熱巖發電為主,在全國范圍內推廣地熱能發電。

  5結論

  地熱資源是一種寶貴的清潔、可再生能源,在利用地熱能供暖的實踐中,我們必須遵循在保護中進行開發的原則,以使地熱資源能夠可持續利用。發展地熱能供暖和地熱能發電,使其成為我國能源供應的重要組成部分,是促進我國能源結構優化調整的重要舉措,也是國家未來能源發展的主要方向。

  參考文獻

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  [2]國家發展和改革委員會.地熱能開發利用“十三五”規劃.

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  [5]孔祥軍,孫振添.中國地熱產業發展現狀及訴求分析[J].理論探討,2014,9(Z1):14-16.

  相關刊物知識閱讀:《分布式能源》(雙月刊)是由中國大唐集團公司主管,中國大唐集團科學技術研究院有限公司與清華大學出版社有限公司主辦的科技期刊,于2016年8月創刊,刊號為CN 10-1427/TK。

  

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