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  • 热烈祝贺:“2024燃煤电厂安全环保提质增效技术交流研讨会”于2024年3月28-30日于广东江门成功召开
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   要闻动态

我国地热能开发利用现状与未来趋势

  农业温室种植和灌溉。地热是一种复合型资源,非常适合生物的反季节、异地养殖与种植。利用地热能可以为温室供暖,利用地热水可以进行温带水生物的养殖,地热水中的矿物质还可以为生物提供所需的养分。在我国北方,地热主要用于种植较高档的瓜果类、菜类、食用菌、花卉等,在南方,主要用于育秧。

  工业生产。目前主要用于纺织印染、洗涤、制革、造纸与木材、粮食烘干等,其中温泉区地下热水在纺织工业及化工工业方面均获得较好的利用和效益。同时,部分地热水还可提取工业原料,如腾冲热海硫磺塘采用淘洗法取硫磺,洱源县九台温泉区挖取芒硝和自然硫,台湾自明清以来就已经在大屯火山温泉区开采自然硫等。

  高温地热发电。地热发电方面,20世纪70年代初,我国在江西、广东等地开发中低温地热能,建设了一批地热示范电站。1977年,我国开始开发中高温地热能,并在西藏羊八井建设了第一个中高温地热发电示范电站。此后羊八井地热电站历时14年建成7台3MW机组和1台3.18引进机组,持续运行至2020年。2018年9月,羊易地热电站16MW双工质地热发电引进机组首次并网,于2019年正常运行,成为截至目前我国单机功率最大的地热发电机组。

  虽然我国高温地热发电规模落后于世界,但高温地热发电的地面设备技术还是一直跟随的,其主要由于一些钢厂、化工厂等高温余热资源需要加以利用,所以从余热发电角度一直在发展。

  高温地热发电根据地面发电设备原理不同,一般分为单极闪蒸地热发电技术、两极闪蒸地热发电技术、双工质发电技术、全流发电技术(即螺杆膨胀动力机技术)几大类,目前双工质发电技术应用最多。高温地热发电技术中地面发电设备技术有多种解决方案,技术相对成熟,其最难的技术属于高温地热资源勘查技术,如何勘查到高温地热资源,如何将地下的高温地热资源提出地表是较难的技术。若能够从地下提取出高温地热流体,高温地热发电很相对容易实现。

  “地热能+”多能互补。以“多能互补、智能耦合”为特色的“地热﹢”绿色风暴正在各地悄悄形成。“地热能+”多种清洁能源互补供热技术,创新设计了地热梯级利用工艺,地热高温部分进行发电,低温部分进行供热,提高地热利用率。在京津冀和东南沿海地区初步建立发电、供暖二级地热能梯级开发利用示范基地。

  “地热能+”的出发点和着力点就是以地热资源禀赋和分布特征为基础,因地制宜,加强地热与其他可再生能源的互补综合利用,以实现较高的能源使用效率。大力发展“地热能+”,是未来新能源和可再生能源的一个发展方向。

  存在问题

  当前,我国对地热资源开发利用重视程度低,勘查投入不足造成我国资源数据基础较差,我国现有的资源分布数据缺乏。截至目前,还没有单位对我国地热资源进行全面系统的勘查,无法精细评价我国地热资源的分布,这大大影响着我国地热产业规模化发展。

  在成井质量、管材腐蚀结垢等浅层地热开发问题,以及高温地热井成本、低效率的问题,仍制约着地热规模化发展。

  另一方面,我国地热能产业发展初期扶持政策不充分,目前,中央和地方政府出台了一些财政和价格鼓励政策,对加快浅层地热能开发利用及促进北方地区清洁供暖具有积极引导作用,但政策不完善、执行不到位、不充分。价格优惠力度不足,地热开发利用政策的针对性、强制性不强,需要政府的有效引导和激励政策支持。

  相关建议

  开展地热能发电关键技术和成套装备研发

  开展中低温发电技术和经济可行性研究。150℃及以下温度下开发地热资源发电的技术和经济可行性方面的机遇和挑战;开展可快速膨胀/压缩的低成本、高效的中低温地热发电的新型工质热交换流体等。攻关干热岩地热能发电关键技术和成套装备;地热能发电与其他可再生能源一体化发展技术等,为今后地热能发电的规模化发展奠定技术储备。

  开展干热岩高效开发关键技术研究

  由于干热岩具有强度大、温度高等特性,高效安全成井已成为干热岩高效开发的技术瓶颈,亟待攻关。在研究干热岩地质特征和资源禀赋的基础上,结合干热岩的开发技术特点,解决深层、高温、硬质和易失稳地层的钻井问题。

  开展单井抽回灌两用系统研究

  针对增强单井取热能力的措施和新型单井结构设计方面,开展同井采注、分支井增加换热面积、大尺寸井眼换热、激发井下扰流强化对流换热等,多措施下提高换热效率的研究工作。

  开展降低成本提高钻效的地热钻井工程技术研究

  开展地热深井硬岩中开展气动和液动潜孔锤钻井技术研究,包括钻机、钻头和冲击器等与岩石的适应和匹配性;风量、风压、钻井液泵量、钻压等参数与钻速、地下水出水量以及井壁的相关性;井壁稳定等相关技术研究。

  开展保护储层的钻井和完井工程技术研究

  开展储层保护的钻井技术研究,特别是欠平衡(近平衡)钻井技术;提高井筒与储层接触面积的钻完井技术,包括:定向钻井技术、洗井技术和工艺、完井技术,包括射井、压裂、爆破等。

  地热能作为蕴藏在地球内部的可再生能源,储量丰富、分布较广,有着稳定可靠等优势。国家能源局印发的《关于促进地热能开发利用的若干意见》中提出,到2025年,各地基本建立起完善规范的地热能开发利用管理流程,全国地热能开发利用信息统计和监测体系基本完善,地热能供暖(制冷)面积比2020年增加50%,在资源条件好的地区建设一批地热能发电示范项目,全国地热能发电装机容量比2020年翻一番;到2035年,地热能供暖(制冷)面积及地热能发电装机容量力争比2025年翻一番。

  大力推动清洁高效、节水环保的地热能因地制宜、有序开发和综合利用,对于促进能源清洁低碳发展、推动碳达峰、碳中和目标实现,具有重要意义。

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【编辑:叶先生