地热资源的开发利用及存在问题分析

地热资源的开发利用及存在问题分析

吴军

中石化新星河南新能源开发有限公司，河南 郑州， 457000

摘要：地热资源是一种可再生的绿色资源，随着我国化石能源的不断紧张，地热资源在我国能源结构中所占的比例在逐渐增大。我国的地热资源十分丰富，且每年的利用量也处于全球首位，可以看出我国地热资源相关的产业在未来具有广阔的发展前景。当前我国在地热资源利用方面却存在着许多问题，这些问题制约着地热资源的使用效率。因此，本文对地热资源的开发利用及其存在的问题进行分析，以期能促进我国地热资源的发展。

关键词：地热资源；开发利用；能源技术

0引言

地热资源就是地热能，是通过人为的方式将地球内部所具有的热量从地壳中抽取出来的一种能量。在我国地热资源的分布范围十分广阔，具有庞大的储量，是一种可再生的清洁能源。如果对地热资源进行大力使用，将会改变我国的能源结构，减少对化石能源的依赖。这将降低我国的碳排放量，对于缓解全球气候变暖具有重要作用。化石能源的大量使用已经导致了非常严重的环境问题，也使得我国长期处于能源的进口状态，这对于我国的能源安全是十分不利的，因此我国近些年来特别重视地热资源的开发与利用，并促进我国能源结构的变革。但目前地热资源在开发利用的过程中依然面临着许多问题，这些问题导致地热资源的利用率较低，资源的使用成本较高。

1地热资源的开发利用现状

1.1地热资源的利用方向

地热资源的深度不同其资源的温度差异较大，不同温度的地热资源其使用方向也存在着较大的差异。50℃以下的地热资源主要用于城市的供暖和制冷，在种植和养殖业也有一定的应用；50℃至150℃的地热资源主要应用于我国的食品与工业行业；150℃至200℃的地热资源就可以用来发电，同时还可以用于制冷和工业干燥等；200℃以上的地热资源可以用于直接发电，发电后的热水能进行逐级使用。

1.2地热资源的利用现状

我国在地热资源的利用上已经多年位于全球首位。在各个行业中也有着不同的应用比例，目前地热能最主要的应用方向是城市供暖和温泉洗浴行业，同时在农业、养殖业、发电业以及工业也有着一定的应用。因此本文对地热资源在这些行业中的利用现状进行简要分析：

（1）供暖行业。目前地热资源最主要的利用方向就是为城市建筑物供暖，在地热资源的利用比例中占比最大。由于我国东北和华北地区冬季气温较低，而浅层地热能的资源相对丰富，也是目前我国地热资源供暖的主要集中区域。随着我国南方地区供暖需求的不断强烈，在未来地热资源在供暖行业的应用范围将会更加广阔。

（2）温泉洗浴行业。近些年来我国的第三产业发展的十分迅速，温泉洗浴行业对地热资源的利用比例不断提高。近10年来我国新成立的温泉疗养院的数量不断提高，随着我国经济的进一步发展，温泉洗浴行业已经实现温泉与旅游相结合，对地热资源的利用量在不断增加。

（3）农业和养殖业。目前地热资源在农业中的应用，主要是使用地下热水对农作物进行灌溉和温室大棚供暖。我国河北地区是我国重要的蔬菜产区，温室大棚的面积占全国总面积的22%，这些温室大棚的供暖绝大多数都在使用地热资源。地热资源在养殖业中的应用，是抽取地下热水注入鱼塘之中，并使鱼塘水温保持在一定的范围，从而提高鱼类的产量。

（4）工业行业。我国的地热资源在工业行业中的应用程度还相对较低，最主要的应用方向是进行工业烘干和矿泉水生产。地热资源在工业中的应用目前主要集中在我国的东北和华中地区。

地热资源在发电上的占比还相对较低，目前主要的地热资源发电站就是西藏的羊八井。但我国地热发电产业的发展相对缓慢，这主要是由于地热资源发电对地下温度的要求较高，且关键技术并没有取得重大的突破，这也导致这项技术很难在我国进行大范围的推广。

2地热资源开发利用存在的问题

我国在地热资源利用方面存在着许多问题，无论从装备设备，还是人才技术，都存在着许多不足，这些不足制约着我国地热资源的广泛推广。

2.1对地热的成因模式不够了解

虽然我国对地热资源的利用量占据全球首位，但其具体形成的原因和机理并不够十分了解。在浅层地热开发利用过程中对热传递的相关影响因素的研究还有待加强；中深层地热结构与热能状态和自然灾害之间的联系仍未能查明；在干热岩方面的研究仍然处于探索阶段。由此可以看出，我国并不是十分了解地热资源的成因情况，在对热能进行储蓄等方面还需要进一步的进行研发。

2.2探查精度低

由于我国国土面积辽阔，我国实际探查的地热资源精度较低。目前只有京津地区、鲁北平原、青藏铁路沿线以及珠三角地区的探查精度有所提高，这种勘察精度无法满足我国对地热能源的需求，在开采过程中后备能源不足。此外，在我国重点地热开发区域，也极少开展常规的地热勘查工作，导致我国地热地质勘查非常薄弱，这严重影响了对地热能源的开发与利用。

2.3地热资源的利用方式单一

虽然我国对地热能源的使用量较高，但目前主要应用于为建筑物供暖和旅游疗养，除了少数地区对地热资源进行阶梯式开发，其他大部分地区都采取直接供热的方式。这种简单粗暴的利用方法，一方面浪费了地下水资源，另一方面也导致地热能源的利用率低下。此外，在地热资源供暖过程中所排出的尾水温度通常大于35℃，这会对周边的生态环境造成污染，也增加了城市对污水的处理成本。由此可见我国在地热资源阶梯利用方面还存在着很大的欠缺。

2.4相关监测网络建设不健全

对地热资源的利用情况进行有效的监测，能有效的提高地热资源的利用率，为我国可持续发展提供重要的数据支持。目前我国在这方面的建设还相对落后，除了在京津地区进行相关的监测工作外，其他地区基本没有相关的监测报告，使得我国相关的监测数据十分短缺，并不能形成统一的监测体系，同时监测的手段也相对单一，所采集到的监测数据信息的实际应用价值并不大。

2.5地热资源开发的设备落后

地热资源开采一直在使用石油产业的机械设备，随着对深层地热能的开发，传统石油产业的机械设备在耐压耐温等方面已经无法满足探查的需求，而进口设备虽然在性能方面具有一定的优势，但由于设备行业已经形成垄断，设备采购的价格非常昂贵。设备落后是我国目前对地热资源开发利用所面临着一个严峻的问题，这也在一定程度上限制了地热资源的广泛使用。虽然我国目前已经开始重视对相关设备的研发，但由于井下的环境非常复杂，从研发到实际应用还有很长的一段路要走。

2.7相关人才相对匮乏

我国对地热资源的相关研究起步较晚，相关专业人才相对匮乏，研究力量较为薄弱，这与我国对地热资源的需求是不成比例的，因此我国应急需培养相关人才。目前我国主要的地热技术人才主要来自于国外的培养，并已经成为我国地热资源开发和探查的骨干力量。但从我国目前的人才培养情况来看，全国2000多所高等院校，却只有一所高校设有一个专业，这很难填补我国在该方面的人才缺口，对于后续的地热勘探和相关研究也是非常不利的。

3结论

地热资源是一项非常宝贵的可再生的清洁能源，对其进行开发利用能极大的缓解我国能源压力，降低我国对化石能源的依赖，实现对能源结构的调整。当前我国对地热资源的利用方式还相对单一，能源利用效率较低，地热资源的主要应用方向是为城市提供供暖和发展温泉旅游行业。因此，为了实现我国对地热资源的阶梯利用，还需要对地热资源相关的开发利用技术进行研究，以保证我国能源使用的安全。

参考文献

[1]薛宇泽、陶鹏飞、韩元红. 渭河盆地中深层地热资源开发存在问题及改进措施[J]. 资源环境与工程, 2020, v.34;No.141(03):115-118.

[2]鄂建、朱明君、杨露梅、魏永耀、陈明珠. 浅层地热能开发利用存在的问题与对策分析[J]. 环境与发展, 2020, v.32;No.172(11):219-220.

[3]尚宇宁. 地热资源开发引起的环境地质问题初探[J]. 冶金与材料, 2020, v.40;No.152(01):192+194.