地热能在区域供暖中的应用研究

摘 要：文章首先分析了中国地热资源的特征及分布，然后分析了国内地热资源开发利用应该遵守的原则，最后对于当前较新的地热能在供暖之中的技术发展做出了简要的探讨。

关键词：地热能；区域；供暖

一、中国地热资源特征及分布

地热资源是指能够被经济利用的地球内部的地热能、地热流体及其有用组分。地热资源可以划分为浅层地温能、中深层地热能和干热岩三大类。中国地热资源丰富、储量巨大。据国土资源部2011年统计，我国浅层地温能资源量相当于95亿吨标准煤，现每年开发利用量相当于3.5亿吨标准煤，实现减排5亿吨CO2；中深层地热资源量相当于8530亿吨标准煤，现每年开发利用量相当于6.4亿吨标准煤，实现减排13亿吨CO2；干热岩地热能资源量相当于860万亿吨标准煤，现正处于研发阶段。

（一）浅层地温能

我国浅层地温能开发利用适宜区为东北地区南部、华北地区、江淮流域、四川盆地。基于我国地质、水文条件和地形地貌不同的地域特点，将我国城市浅层地温能资源的应用环境划分为4类：（1）滨海型城市，浅层地温能开发利用应优先考虑地埋管地源热泵方式和地表水（江水、海水）地源热泵方式。（2）平原型城市，冲积平原型城市的浅层地温资源的开发利用一般可采取地下水或地埋管地源热泵方式；冲积三角洲平原城市的浅层地温资源开发利用一般侧重于地埋管地源热泵方式；山前平原城市的浅层地温资源的开发利用原则上讲应侧重于地下水地源热泵方式。（3）内陆盆地型城市，以地下水地源热泵方式和地埋管地源热泵方式为主；（4）高原河谷型城市，在深切峡谷区可选择地下水地源热泵方式，山坡地区可选择基岩地埋管地源热泵方式。

（二）中深层地热资源

1.高温对流型地热资源。高温对流型地热资源主要分布在滇藏及台湾地区。滇藏地热带（或称喜马拉雅地热带）实际上是特提斯地热带的东延部分。在西藏南部总共有600多处高温地热显示，大部分热水属Cl-—HCO3-—Na+型，并含有丰富的Li、Rb、Cs、B等元素，总矿化度介于1-3g/L之间；腾冲为现代火山区，现已确认的热水区有58处，其中“热海”热田最具开发前景，热储温度可达230-240°C，其热源可能是一个正在冷却的岩浆囊。滇藏地热带总发电潜力为5817.60MW，其中西藏占整个地热带的52%。

2.中低温对流型地热资源。中低温对流型地热资源主要分布在我国东南沿海地区，包括广东、福建、海南、广西以及江西、湖南和浙江。这类地热资源在正常或略微偏高的地热背景下，大气降水经断层破碎带或裂隙发育带渗入地下，并从围岩中吸取热量成为温度不等的地下热水。此类热水资源在我国东部沿海地区大多蕴藏于中生代花岗岩和火山岩分布区，属裂隙型储层，水质良好，矿化度一般小于1g/L。

3.中低温传导型地热资源。这类资源主要埋藏在大、中型盆地之中，资源潜力巨大，如华北盆地、松辽盆地、四川盆地、鄂尔多斯盆地、渭河盆地、苏北盆地等。

二、国内地热资源开发利用应该遵守的原则

地热能作为我国的重要资源，合理开发利用的确会对改善各省市的投资环境、招商引资、发展旅游、房地产开发、医疗保健等产业有着非常重要的意义。但我们也要清醒地认识到，地热资源是有限的资源，其补给的过程是相当缓慢的。要实现该资源的可持续开发，应在扩大开发规模的同时，首先要重视资源的保护。否则地热田由于过量开采而导致水位持续下降，资源枯竭，严重影响地热田的寿命。因此，开发与保护工作应做到以下几点：

第一，结合当地实情，进一步研究、调整有效保护和合理开发地热资源的相关政策，以便很好地实现地热资源可持续利用，高度重视资源保护。

第二，加强与相关部门的协调，尽快淘汰在地热开发中存在的只采不灌、尾水排放温度高、资源利用严重浪费，严格实行保护性限量开采，积极推进地热回灌及节能、节约地热水的管理，降低地热资源量的实际消耗，建立统一的地热开采动态监测。

三、当前国内低热资源开发的主要技术

（一）地热钻井成井工艺技术

针对不同深度、地层和岩性特点，中国基本形成了适合不同热储类型的井身结构优化设计、低密度流体钻井、热储层物化特性录井及有效储层评价等中低温地热井钻井成井工艺技术。在中低温地热井成井技术方面，已经根据砂岩孔隙型和基岩裂缝型等不同储层性质形成了适合高效开发的多种井身结构，并钻成了目前国内最深的地热井（咸阳人民银行井，井深4250m），井口出水达到126°C。

（二）地热水保温及换热技术

开展了双层保温管、双层隔热套管、泡沫水泥浆和高分子防腐保温涂层等技术研究，保温管导热系数小于0.05W/（m·°C）。掌握了地热水输送过程中的保温技术，降低输送中热损耗；针对不同地区地热水水质，采用了不同的换热器设计及材质选择，有效提高换热效率。目前已经在咸阳、雄县地区多个地热站应用这些先进技术。

（三）地热利用的防腐防垢技术

国内在解决水系统设备腐蚀和结垢技术方面开展了大量工作，初步开展了地热开发工艺流程中的热泵防腐、防垢技术研究，针对高含CO2、H2S等酸性气体的污水处理有成熟的技术方案。形成了系列技术，取得了很好的应用效果。

参考文献

[1] 蔺文静，刘志明，王婉丽等.中国地热资源及其潜力评估[J].中国地质，2013，40（01）：312-321.

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