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关中盆地有多“热”?  

2014-09-12 19:40:48|  分类: 地质与社会 |  标签: |举报 |字号 订阅

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关中盆地有多“热”?——由“咸阳模式”看关中盆地地热资源开发利用潜力
——由“咸阳模式”看关中盆地地热资源开发利用潜力

关中盆地有多“热”? - 鱼眼看矿业 - 鱼眼看矿业-和你一起关注地质、矿业
 
 
关中盆地地热井分布图
  ●关中盆地地热资源总量相当于标煤2758亿吨,为全省探明煤炭资源总量的1.99倍
  ●包括秦岭山前开放与半开放构造裂隙型和渭北地区开放或半开放型岩溶两大地热系统

  ●以系统的调查评价成果为依据进行地热资源开发的统一规划和统筹部署,是“咸阳模式”最重要的经验

  ●目前,我国以完整地质单元进行的系统地热资源专项调查评价工作仍很缺乏

       

  “与天然气比,地热资源的开发利用具有分布范围广、就近供应、安全性更高、可循环利用等优势。在改善能源消费结构中,应加大地热资源开发利用的比重。” 在完成了《关中盆地地热资源赋存规律及开发利用关键技术》研究后,陕西省地质环境监测总站、陕西省地质调查中心的专家表达了上述观点。他们提出,关中盆地地热资源的开发利用,特别是咸阳市探索的“咸阳模式”,可作为全国范围内开发地热资源的有益借鉴。

  关中盆地是个

  巨大的地热库

  关中盆地土地肥沃,号称八百里秦川,盛唐时曾是世界上最为繁华的经济带。

  这里,不仅地上物华天宝,地下蕴藏的地热资源也超乎人们的想象。根据陕西省地质环境监测总站、陕西省地质调查中心联合完成的《关中盆地地热资源赋存规律及开发利用关键技术》研究结果,全盆地地热资源总量3.23×1018kcal,其中可利用热量1930.58×1015kcal,相当于标煤2758亿吨,为全省探明煤炭资源总量的1.99倍。

  专家分析,地热资源的开发将带来巨大的环境效益。如果将可利用热量全部利用,全盆地将减少二氧化碳排放约7225.9亿吨、减少二氧化硫排放约23.4亿吨、减少氮氧化合物排放约20.4亿吨、减少悬浮质粉尘约30.3亿吨。这对始终作为煤炭供应、消费大省的陕西,无疑是一大利好消息。

  那么,关中盆地地热资源可以服务多少年?

  “项目实施中,我们对全盆地的地热水资源进行了分类和可供性研究。”陕西省环境监测总站站长范立民对记者解释:“如果以2007年该类型地热水开采为基准计算,仅新生界孔隙型地热就可稳定开采314年。”

  另外,盆地还有秦岭山前开放与半开放构造裂隙型和渭北地区开放或半开放型岩溶两大地热系统,两大系统的地热水可开采资源达到每天51.048×104立方米。这两大系统可以获得浅层地下水补给,地热水资源可以永久开采。

  此外,如关中盆地目前的地热开采全部采用回灌技术,每年还可增加地热资源量1500×104立方米,服务年限将进一步延长。

  而这还不是盆地地热资源的全部,受技术方法限制,目前,课题组查明的仅为4000米以浅的资源量。据目前掌握的数据,关中盆地覆盖层中普遍赋存地热资源,已有的钻探工程均未穿透覆盖层。

  地热开发利用

  的“咸阳模式”

  据陕西省地质调查中心副主任闫文中介绍,咸阳地热资源的特点具体体现在“一大四高”:

  一大,即探明资源量大。咸阳全市已探明地下热水储量约2500亿立方米,其中市规划区177平方公里范围内的地下热水储量约373亿立方米,可折合标煤19.7亿吨,相当于彬长煤田热量的18.8%。

  四高主要表现是:

  温度高。地热水一般温度40℃~50℃,最高水温可达120℃。

  压力高。咸阳目前开发的地热井,成井时均为自流井,最大关井压力达1.2MPa,自喷120米。

  水量高。地热井涌水量高达每小时350立方米。

  效益高。一眼好的热水井,可以供20多万平方米采暖,同时满足上万人洗浴需求。

  同时,热水中富含氡、硫、锂、锶等多种对人体有益的矿物质和微量元素,均达到优质医疗热矿水的标准。

  从上世纪90年代初开始,咸阳就着手开发利用地热资源。进入新世纪后,咸阳成立地热开发利用办公室,对地热资源的开发利用进行全面调查、统一规划,逐渐形成了地热资源开发利用支持休闲洗浴、养生旅游、生态农业、集中供暖、生活饮用、工业生产等多种利用方式的“咸阳模式”。

  咸阳市政府提供的资料显示,地热资源开发利用收到的效益是多方面的。

  环境效益。目前,咸阳全市利用地热采暖面积已达到450多万平方米,占全市供热总面积的40%,温泉入室2万余户,每年可解决300多万人(次)的洗澡问题,可替代燃煤20万吨左右。仅此一项,即可减排二氧化碳47万吨、粉尘1898吨。

  拉动效益。地热资源开发为餐饮、服务、交通、商业等行业带来了巨大的商机,成为咸阳第三产业的一个亮点。

  虹吸效益。利用地热资源开发,咸阳兴建了温泉游泳馆、度假村、康乐城、康复中心等设施,提升了生活品质,对投资商形成极大的吸引力。2013年,咸阳全市引进资金113.3亿元,较上年增长77.7%,签约项目开工率91%。

  “‘咸阳模式’尽管还在进一步丰富完善阶段,但已显示出较好的示范效应。”陕西省地质调查中心副主任闫文中说,“目前,关中盆地的其他城市正在借鉴咸阳的做法,逐步加大对地热资源的深度开发利用。”

  丰富“咸阳模式”

  的技术支撑

  初具规模的“咸阳模式”要进一步丰富完善,除政府重视引导外,专业技术支撑必不可少。陕西省地质环境监测总站、陕西省地质调查中心在项目实施中,深入开展了地热资源开发利用关键技术的研究,为科学开发、合理利用进行了技术准备。

  “这些关键技术主要包括不同类型地热水开发利用技术、环境保护及回灌技术等,还要明确总体开发利用方向。”陕西省地质调查中心高级工程师穆根胥说。这些是项目组在采用地质学、大地构造学、水文地质学、物探遥感、地球化学、地下水动力学等多学科理论和方法,系统研究地热资源赋存规律,科学进行地热资源的形成模式和地热水资源类型分类后,有针对性进行研究后形成的。回灌技术还进行了专门的工程实验,以检验其有效性。

  他介绍说,这一技术体系基本包括以下内容:

  在总体利用方向上,可根据地热水温度、品质等情况,分别采用不同的利用方式。对25℃~40℃的地热水,在利用其作为生活饮用水和灌溉用水的同时,可充分利用换热技术提取其中的热能,用于供暖或制冷;对40℃以上的地热水,应以洗浴、采暖为主,同时应加强采暖尾水的回收利用;对富含氟、偏硅酸、偏硼酸、碘、溴等微量元素浓度达到矿泉水标准、医疗级的地热水,在发展休闲旅游、养生保健业的同时,可开发商用矿泉水;利用洗浴、医疗保健用后的尾水,还可发展高密度水产养殖业。在采暖环节,可采用换热器、热泵和先进的末端散热器等组成系统,提高热能利用效率。

  针对隆起、斜坡、凹陷等不同区域的热水,在查清地热水赋存规律、成因的基础上,通过施工示范工程,为相应区域进行地热水开发提供了成熟的钻探技术。

  通过开展地热水开发对地表水、地下水、土壤、生物、地温、地面变形等的影响研究,分别提出了对应的预防措施。

  在开展回灌技术研究和工程实验后,他们找到了最为经济可行的地热水回灌技术方法——地热水回灌物理堵塞多级过滤技术,提高了回灌效率,并获得国家知识产权局颁发的回灌地热水装置实用新型专利证书。

  调查评价、规划

  统筹要先行

  谈到地热资源的科学合理开发,一直从事地热资源研究的陕西省地质调查中心李锋认为:“只有摸清地热资源家底,并据此进行科学规划,才能实现地热资源的科学利用、合理利用,进而实现永续利用。”

  他说,《关中盆地地热资源赋存规律及开发利用关键技术》研究,其实是针对盆地地热资源开发逐年升温后的一项应急性研究,许多内容还有待进一步深化。

  从全国来看,到目前,我国虽然进行过许多地热资源调查评价工作,但家底不清仍是突出问题。特别是以完整的地质单元进行系统的地热资源专项调查评价工作更为缺乏。调查评价滞后,将成为地热资源参与能源消费结构调整战略的首要制约因素。

  “有了系统的调查评价成果,政府才有依据进行地热资源开发的统一规划和统筹部署。”李锋说,“这也是‘咸阳模式’最重要的经验。”

  据他介绍,咸阳市为了实现境内地热资源的科学合理开发利用,在2000年就依据地热普查资料以及境内已打成地热井的资料,编制并发布实施了咸阳市区地热开发利用总体规划。2005年,咸阳市在委托省区域地质研究院对咸阳西部1000多平方公里内进行地热普查后,完成了《咸阳市区地热资源开发利用总体规划》的修编工作,对此后的地热资源规范化、规模化开发利用并最终形成“咸阳模式”,发挥了重要作用。

  由咸阳经验得出了有益启示,李锋呼吁,国家层面尽快启动全国性的地热资源调查评价工作和地热资源利用规划编制的相关研究工作,在此基础上,国家有关部门还应研究出台地热资源开发利用的支持、鼓励性政策,引导企业进行市场化交易地热资源的商业化经营模式,研发地热资源梯级开发利用等相关关键技术,探索地热资源更为宽广的应用领域等。

  “有政策支持、再有可靠的技术支撑,地热一定会在我国调整能源消费结构战略的实施中,发挥巨大的作用。”李锋充满信心。

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