中国地热能开发利用存在的问题及建议

中国能源网研究中心 王鸿雁 张葵叶

地热能是一种可再生的清洁能源，积极开发利用地热能对缓解我国能源资源压力、实现非化石能源目标、推进能源生产和消费革命、促进生态文明建设等具有重要意义。我国地热资源丰富，近年来在开发利用方面取得了很大的成绩，但同时也还存在一些问题，这些需要引起国家的高度重视，认真解决，以促进我国地热能开发利用更好更快地发展。

关键词：能源 地热能 地热资源 可再生能源

一、地热能及其开发利用的特点

（一）地热资源再生速度慢

地热资源是在特定的地质、构造、水文地质条件和水文地球化学环境条件下形成的，地热流体的循环要经历加热、运移、富集等过程，最后储藏在含水层中，但由于埋藏深，补给途径远，这个循环周期少则几十年，多则成千上万年。与冷水循环相比，其形成、补给和径流情况要复杂得多，周期也长得多。虽然与化石能源相比，地热能的再生速度要快得多，但如果过量开采，超过了补给速度，也会造成地热资源的枯竭。从这个意义上讲，地热资源并不是取之不尽，用之不竭的，地热产业更不是一个适合迅速做大的产业。据统计，每年地热的新再生量只有200多亿吨油当量，远低于太阳能的130万亿吨油当量、风能的1400亿吨油当量、生物质能的600亿吨油当量。与其他可再生能源相比，地热能的优势主要体现在热能的累积存量上。

（二）具有潜在的环境问题

地热能虽然是较为清洁的可再生能源，但地热水成分复杂，且属于地质构造的一部分，如果管理和保护不善，对地热资源的开采也同样会带来环境问题，这些问题主要包括：

1、地面沉降。如果长期抽取地下热水而不回灌会引起水位下降，导致地层进一步的压密，从而加剧地面沉降的发生。根据天津市对市区的沉降测量表明，开采300m深度以下地下水，对地面沉降影响约占总沉降量的35%—50%。在人口居住区会造成住宅楼和其他建筑物基础的坍塌，而在非人口居住区会对地表水径流系统造成负面影响。长期地热流体开采而不回灌，将导致地面的沉降和水平位移。

2、热污染。所谓热污染是指在缺乏梯级利用的情况下，尾水的温度本身较高，如果没有采取地热回灌或是相应的处理措施，就更会促使局部空气和水体的温度升高。2温度较高的地热尾水在排放过程中，会向周围环境释放一定的热量，使周围的空气或水体的温度升高，不仅加快水汽循环，还会使水中缺氧，从而使生态环境发生改变，影响水生生物的正常生活、发育、繁殖等。

3、化学污染。由于地热水含盐量较高，而且不同程度的含有铀和钍等放射性元素，在抽取地下热水的过程中，随着接近地表时压力的降低，热水中含有的一些气体和悬浮物就会排放到土壤和大气中，会侵蚀土地、破坏植被，造成土壤板结和盐碱化，也给大气带来污染，对人体健康也有不同程度的危害。

4、诱发地震。地热异常区多处于现代火山、近代岩浆活动地区或近代地壳构造运动活跃地区。这意味着地热资源开发一般发生在自然断裂通道和活断层上，即地热资源开发大部分在区域地震活动性强的地区内进行，如果开发不慎，也有诱发地震的潜在危险性。

5、地温变化。地温随地层深度的增加会逐渐升高，但在浅层地表范围内，地下水对地温起着控制作用，尤其在近地表土壤层内更是如此。过度开采会使地温升高，从而破坏土壤生态平衡。

（三）对常规能源和经济形势等因素十分敏感

作为新型能源的一种，地热的开发利用容易受到来自常规能源、国家能源战略和世界经济形势的影响。地热资源作为一种新能源，其开发利用容易受到常规能源如煤炭、石油天然气等的的影响。同时由于地热资源勘查水平不足，资源量预测具有不确定性，使国家在地热开发的发展方向摇摆不定。此外，世界经济周期波动也增加了地热发展的不稳定的外部环境。

（四）对技术和装备要求较高，投资大、周期长、风险高

由于地下水矿化度较高、腐蚀性强，因此对相关设备尤其是对地下部分的埋管和抽水系统的设计、技术、材料等都提出了很高的要求，需要较大的资金投入。例如在地热发电方面，饱和蒸汽中水分冲击汽轮机，会造成部件的部分损坏，地热资源中的成分也会使汽轮机叶片结垢，从而降低地热发电效率，以及地热流体对各金属表面都会产生不同程度的腐蚀影响设备寿命等。这决定了地热资源的开发具有投资大、周期长、风险高的特点。

（五）分布与输送问题

输送问题主要是两个方面：一是地热资源开发的直接产物地热水和地热蒸汽无法远距离输送，只能就近利用：二是地热电站规模一般都不大且利用系数低（小于0.1），如果长距离输电，会增加输电成本，经济上不可行。

但我国地热资源在地域分布非常不均衡，高温地热资源主要分布在西部地区，就近利用的需要较小，远距离输电不经济。低温地热资源虽然分布区域广泛，但却存在初期投资大、成本高昂、后期设备维护困难等问题。

二、我国地热资源开发利用存在的问题

（一）地热资源开发利用水平低，存在浪费资源等问题

我国地热资源真正的科学开发利用与国外相比起步较晚，梯级利用的方式没有得到广泛应用，也没有形成大规模集约化、产业化开发。除个别城市外，大部分地区处于粗放式、低效率利用阶段。这些地热资源开发利用企业规模较小，工艺流程和管理水平落后，技术水平低，盲目追求高额利润，不按规定开采地热资源，也不采取综合利用措施，致使地热产品布局、利用方式不合理，使地热资源仅停留在洗浴、游泳、养殖等少数项目上，得不到充分合理利用，浪费现象非常严重。例如采取直供、直排供暖方式的地热井，其热能利用率仅为20%—30%。全国现有地热回灌井261眼，仅占开采井的14.5%，回灌量仅为开采量的5%，很多地区出现水位下降，温度降低，甚至造成地面沉降等问题。如果能够提高热交换率或应用梯级利用技术则会解决上述问题。

（二）基础勘查评价落后，缺少统一规划

我国在地热资源勘探开发方面规划不足，主要体现在我国缺乏开展大规模的统一、系统的地热资源勘查开发规划和一个统一的勘察评价体系。全国地热资源勘察评价程度低，大部分地区尚未开展大比例尺的地热资源勘察，特别是我国西部地区的中低温地热资源，基本未开展正规的地热勘探。从而导致地方上进一步的规划难以制定，即使是已制定了开发利用规划的地区，规划也难以得到较好地落实，从而造成地热资源开发利用的盲目和无序，使整个地热资源的综合利用程度和综合经济效益低下，极大地影响到地热资源的产业化发展。

（三）对地热资源特点及开发的意义认识不足

一是开发商对地热资源的特点缺乏认识，带来开采的盲目性，从而导致地热资源得不到合理开发和有效保护。二是对地热资源的应用范围认识短浅，如有观念认为地热量太少或认为中低温地热资源不能用来发电，导致中低位地热发电进展缓慢。三是对地热资源开发的综合利用价值和产业化开发利用的意义认识不足，也导致一些地热资源丰富的地区难以把地热资源优势与经济发展、环境改善较好地结合，建立适合本地区的地热发展模式。

（四）法律法规不完善

我国地热资源的大规模开发起步较晚，近年来对地热的开发也重视不够，虽然《可再生能源法》中涉及相关地热开发，但是篇幅很少、概括简略，配套的上网电价、补贴政策等政策法规不健全。目前除了部分省区市外，我国尚未建立全国性的地热资源开发利用的法律法规体系。

（五）政出多门，监管效率低下

虽然《矿产资源法实施细则》中规定地热是单一的矿产资源，但由于历史原因以及地热资源的特殊属性等，地热水的水资源属性和矿产资源属性仍然没有在法律中得到完全的确认，致使水利、国土资源等多个行政部门管理地热资源，管理体制和执法主体不够明确，行政部门之间职能交叉重复，不仅导致部门之间的工作难以协调，也扰乱了对地热资源的管理秩序，威胁到矿产资源规划的权威，甚至破坏了矿产资源，严重影响了地热资源勘察与开发利用的正常发展。

（六）长期缺少国家重视

近年来，国家层面对风能、太阳能和生物质能等可再生能源较为重视，出台了各种鼓励政策推动其发展，但对于地热资源的开发利用却重视不够。地热的开发利用投资大、周期长、风险高，需要国家通过制定统一规划、加大资金投入实施技术引进和研发、建设示范工程、制定优惠政策等方式推动地热资源开发利用。2013年1月，国家能源局、财政部、国土资源部、住房和城乡建设部四部委共同出台了《关于促进地热能开发利用的指导意见》，展现出国家对地热开发的重新重视。但能否促进地热能开发利用还要看指导意见中的相关任务和措施是否能得到较好落实。

三、对我国地热能开发利用的几点建议

（一）做好基础勘查评价工作，制定统一规划

尽快启动大范围的资源调查，在总体上对地热资源的分布和储量的实际情况进行勘查的基础上，进行全国地热资源评价和区划，在此基础上进行科学规划、重点部署，查明重点地热区(田)的地热分布和热储层埋藏规律及其特征，确定我国不同类型的具有经济开发价值的重点地域。制定科学的短、中、长期地热资源开发利用规划，为各地区按照其实际情况制定不同的管理和扶持政策提供基础依据，从而切实按照规划要求利用资源，杜绝盲目、无序的地热资源开发，实现地热能的科学有效利用。

（二）加快法律法规建设，提高监管水平

统一地热的矿产资源属性，不断完善地热资源勘查的探矿权和开发的矿业权管理办法，理清地热行政管理关系，明确各方的权利、责任、义务及监管和惩罚措施。国家政府需尽快组织相关部门制定专门的地热相关法律法规和实施细则，以及严格的行业准入制度和地热资源勘查开发与保护的资质制度。中央和地方各级政府应共同发力，加强对地热企业的监督、管理和指导，着力推进地热产业化、规模化发展，保证地热资源开发合理有序进行。特别应加强对地热企业回灌、热污染等环境保护问题的监督，要建立全国性的地下热水资源监测系统，防止个别企业滥采地热水造成地质灾害。

（三）完善相关配套政策措施

在《可再生能源法》框架下，借鉴太阳能、风能、生物质能发展中的扶持方式，早日制定出地热开发的优惠配套扶持政策，解决地热能产业面临的资金瓶颈问题，降低地热开发成本，促进地热产业快速发展。例如多在采矿权、水资源费等方面给予优惠政策，在充分开发利用地热资源的同时，实现各方的共赢。

（四）提高管理水平，优化资源配置

地热资源再生速度缓慢，需要提高管理水平，优化资源配置。由于地热不同温度具有不同用途，应对地热资源的开发实施精细化管理，按不同温度开展地热资源的梯级利用，按照因地制宜、物尽其用的原则，发挥资源优势，加大地热水在农、林、牧、渔业等多方面的广泛利用，这样不仅可以减少浪费，提高地热利用率，还能促进其他行业发展。

（五）加快推进地热开发利用技术发展

国家应加大力度支持开展地热能供热制冷、发电和综合利用等示范项目，包括中低温、高温和干热岩发电示范工程，从而带动技术发展。根据目前探明的地热资源量来看，我国近期能够经济有效开发利用的地热资源大部分属于中低温，我国在中低温发电方面已有一定进展，推进中低温发电技术发展对于我国能源发展在目前看来具有较大的现实意义。同时还应支持和鼓励我国科学家积极参与国际合作与交流，学习国外的先进经验，尽快掌握国外的先进技术。加大油田区地热资源的开发利用程度，利用大部分油田区较完善的基础设施优势，加快油田区地热发电站项目建设。还应鼓励具有石油勘探开发经验的企业开发地热资源，加快把石油勘探开发有关的深钻、测井、注水等技术，应用到地热工程中去，特别是干热岩发电，可利用已有技术和设备，缩短研发时间。