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        我國地?zé)豳Y源開發(fā)利用現(xiàn)狀與前景分析

        2010-12-31 00:00:00
        理論月刊 2010年8期

        摘要:地?zé)豳Y源作為可再生能源,進入21世紀后開發(fā)利用規(guī)模迅速擴大。本文介紹了我國地?zé)豳Y源開發(fā)利用現(xiàn)狀,指出了我國地?zé)豳Y源開發(fā)利用中存在的缺乏統(tǒng)一規(guī)劃、法律法規(guī)不健全以及資源浪費等主要問題,對我國地?zé)豳Y源開發(fā)利用的前景進行分析,最后對我國地?zé)岙a(chǎn)業(yè)發(fā)展提出政策建議。

        關(guān)鍵詞:地?zé)豳Y源;開發(fā)利用;前景;建議

        中圖分類號:F4072

        文獻標識碼:A

        文章編號:1004-0544(2010)08-0170-03

        一、我國地?zé)豳Y源開發(fā)利用現(xiàn)狀

        我國在兩千多年前就開始利用地?zé)豳Y源,但真正意義上科學(xué)開發(fā)利用地?zé)豳Y源是從上世紀70年代開始。經(jīng)過三十多年的發(fā)展,已經(jīng)形成以供暖、洗浴等直接利用方式和發(fā)電為主的地?zé)豳Y源開發(fā)利用格局;另外由于淺層地溫能幾乎不受資源限制并且技術(shù)日趨成熟,因此近幾年利用地源熱泵開發(fā)淺層地溫能進行供暖和制冷在我國各地區(qū)發(fā)展迅速。我國地?zé)豳Y源的開發(fā)利用促進了經(jīng)濟增長,產(chǎn)生了明顯的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益。

        1.地?zé)嶂苯永?/p>

        地?zé)嶂苯永檬侵咐弥械蜏氐責(zé)崴M行供暖、洗浴、醫(yī)療、旅游、工業(yè)烘干和農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖等。截至2009年底,我國地?zé)嶂苯永每傃b機容量達到3688MWt,居世界第一,年直接利用量12865GWh,分別比2004年高出20.70%和19.3%,發(fā)展速度較快。直接利用中,地?zé)峁┡?8%、醫(yī)療洗浴與娛樂占66%、種植與養(yǎng)殖占9%、其它利用方式占7%。

        (1)地?zé)峁┡?。利用傳統(tǒng)的化石燃料供暖會產(chǎn)生大量溫室氣體和其他有害氣體,對全球溫度和環(huán)境造成影響。地?zé)崮苁菬o污染的清潔能源,若處理好地?zé)峁┡菜毓鄦栴},利用地?zé)峁┡粫Νh(huán)境產(chǎn)生任何污染。將地下熱水經(jīng)過一定的處理后送入換熱器,加熱供暖系統(tǒng)中水流,進而熱水通過暖氣片和地板對千家萬戶進行供暖。目前全國地?zé)峁┡娣e以每年19%的速度增長,截止到2009年已達到。其中天津市地?zé)峁┡娣e較大,約占全國地?zé)峁┡偯娣e的一半。在北京、咸陽、鄭州、鞍山、大慶、德州。河北雄縣、霸州、固安等地均有較大規(guī)模地?zé)峁┡こ獭?/p>

        (2)醫(yī)療保健和溫泉洗浴。地?zé)崃黧w中含有氟、偏硅酸、偏硼酸以及微量的放射性元素氡等成分,溫泉療養(yǎng)院可以利用地?zé)崴M行水療、氣療和泥療等,對人體有一定的醫(yī)療保健功能。如北京的小湯山利用地下不足100m深處的55-64℃的熱礦泉水進行醫(yī)療保健。

        伴隨著我國旅游業(yè)的興起,開發(fā)商將大量資金投入到溫泉度假村等地?zé)崧糜雾椖俊H缥鞑?、云南及四川等地的高溫溫泉和沸泉區(qū)擁有繽紛多彩的地?zé)峋坝^,具有很大的旅游開發(fā)價值。由于溫泉洗浴的醫(yī)療價值、旅游價值以及開發(fā)地?zé)岬母呋貓舐?。地?zé)崧糜萎a(chǎn)業(yè)持續(xù)吸收投資并促進地?zé)豳Y源的大量開發(fā)利用。據(jù)統(tǒng)計,在我國醫(yī)療保健和溫泉洗浴每年以10%的速度增長。

        (3)農(nóng)業(yè)溫室種植及水產(chǎn)養(yǎng)殖。北方冬季氣溫低??衫玫?zé)崴畬厥掖笈镞M行供暖,種植較高檔的蔬菜瓜果和花卉等,不但節(jié)約常規(guī)能源,而且可保證北方地區(qū)冬季蔬菜的供應(yīng)。如北京和天津已經(jīng)建成20000am2-30000m2并擁有自動控制溫度和濕度的地?zé)釡厥?。在南方地區(qū)主要利用地?zé)崮苓M行育秧,如湖北英山地區(qū),結(jié)實率已提高到98.6%。然而我國溫室利用地?zé)岬陌l(fā)展速度遠不如地?zé)嵯丛『歪t(yī)療保健,年增長率僅為3%左右。此外全國有多處農(nóng)田利用低溫低礦化度地?zé)崴喔绒r(nóng)田。

        北京、天津、廣東、湖北、福建等地區(qū)利用地?zé)崴B(yǎng)殖非洲羅非魚、鰻魚、甲魚、青蝦、牛蛙等,每年成年魚繁殖能力比在普通水域養(yǎng)殖的魚大100多倍。大量的新鮮魚類等暢銷海內(nèi)外,取得了顯著的經(jīng)濟效益并提高了農(nóng)民收入。

        2.地?zé)岚l(fā)電

        (1)高溫地?zé)岚l(fā)電。1977年,裝機容量為1MW的高溫地?zé)犭娬驹谘虬司囼灣晒ΑV钡?991年另外8個總裝機容量為24,18MW的發(fā)電機組才安裝完畢進行發(fā)電。但此時的實驗機組已經(jīng)停止發(fā)電。在此后的20年間,羊八井地?zé)犭娬究傃b機容量沒有增加,仍為24.18MW。羊八井地?zé)犭娬窘臧l(fā)電量持續(xù)大幅上升,2008年發(fā)電量已經(jīng)達到143.6GWh,截止2010年4月累計發(fā)電量已經(jīng)達到2400GWh。

        上世紀80年代和90年代,我國先后在西藏那曲、朗久和臺灣清水、土場建立了1-3MW的高溫地?zé)岚l(fā)電站。但由于設(shè)備結(jié)垢等問題也都全部停產(chǎn)。

        2008年。龍源電力集團在西藏投資建設(shè)的羊八井地?zé)岚l(fā)電示范電站第一臺1000千瓦雙螺桿膨脹動力機發(fā)電機組投運,該技術(shù)成熟可靠,前景廣闊。2010年3月19日,羊八井地?zé)岚l(fā)電示范電站1000千瓦雙螺桿膨脹動力機發(fā)電機組二期項目開工建設(shè)。新技術(shù)的應(yīng)用預(yù)示著我國高溫地?zé)岚l(fā)電將進入快速發(fā)展時期。

        (2)中低溫地?zé)岚l(fā)電。我國在上世紀70年代先后建立了7座中低溫地?zé)犭娬荆捎凇敖?jīng)濟不可行”的錯誤觀念導(dǎo)致在上世紀70年代末期5座電站停產(chǎn),僅剩廣東豐順和湖南灰湯兩座電廠。2008年,由于設(shè)備老化和結(jié)垢等問題日益嚴重,僅剩的2座中低溫地?zé)犭娬疽脖黄韧.a(chǎn)。兩座電站30年的中低溫地?zé)岚l(fā)電證明,在特定地區(qū),中低溫發(fā)電在經(jīng)濟上是可行的,是有發(fā)展前景的。

        3.淺層地溫能的開發(fā)利用

        淺層地溫能指蘊藏在地表以下一定深度(一般小于200m)范圍內(nèi)巖土體、地下水和地表水中在當前技術(shù)經(jīng)濟條件下具有開發(fā)利用價值的熱能,溫度一般低于25℃。利用淺部地層進行熱能儲存。即冬天利用地下熱源向建筑物供熱,將建筑物交換后的冷源回灌入地層中,夏季將建筑物交換后的熱源又回灌到地層中儲存。目前,我國已經(jīng)具備了比較完善的開發(fā)利用淺層地?zé)崮艿牡卦礋岜霉こ碳夹g(shù)、設(shè)備、監(jiān)測和控制系統(tǒng)。

        據(jù)最新調(diào)查成果,截止2009年,全國應(yīng)用淺層地溫能進行供暖和制冷的建筑項目已達2236個,建筑面積近80013萬平方米,80%項目集中在我國華北和東北南部地區(qū)。北京市采用淺層地?zé)崮芄┡娣e已經(jīng)達到1500萬平方米,沈陽達到3400萬平方米,河北省達到920萬平方米,天津、大連、西安等城市和山東、甘肅、江蘇、內(nèi)蒙、吉林、江西等地區(qū)采用淺層地溫能為城市建筑供暖的面積近年來迅速增加,淺層地溫能以其良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益成為地?zé)衢_發(fā)利用的增長點。

        二、我國地?zé)豳Y源開發(fā)利用中存在的問題

        1.缺乏統(tǒng)一的全國地?zé)豳Y源勘查開發(fā)規(guī)劃

        目前在我國特別是西部及華北平原地區(qū)基本沒有開展大規(guī)模的地?zé)豳Y源勘查開發(fā)規(guī)劃,全國地?zé)豳Y源的總量僅僅是一個概數(shù),尚未取得公認的數(shù)據(jù),極大地影響到地?zé)豳Y源開發(fā)利用規(guī)劃的制定以及地?zé)豳Y源的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。雖然有部分地區(qū)已進行系統(tǒng)的勘查規(guī)劃,但其制定的開發(fā)利用規(guī)劃沒有得到嚴格執(zhí)行。造成資源開發(fā)利用的盲目和無序化。個別地區(qū)在沒有系統(tǒng)的勘查下,已經(jīng)開始大規(guī)模的開發(fā)利用。處于盲目開采狀態(tài)。

        2.地?zé)豳Y源開發(fā)利用程度低,浪費現(xiàn)象嚴重

        我國地?zé)豳Y源真正的科學(xué)開發(fā)利用與國外相比起步較晚,尚沒有形成大規(guī)模集約化、產(chǎn)業(yè)化開發(fā),除個別城市外,大部分地區(qū)處于粗放式、低效率利用階段;地?zé)豳Y源開發(fā)利用企業(yè)規(guī)模較小,管理水平落后,技術(shù)水平低,地?zé)岙a(chǎn)品布局、利用方式等存在不合理現(xiàn)象,導(dǎo)致地?zé)豳Y源沒有得到充分合理利用,浪費現(xiàn)象非常嚴重。例如供暖地?zé)崴疅崃吭趽Q熱器沒有得到充分交換,地?zé)嵛菜畡t會溫度較高,若不能回灌地下,直接排放到自然環(huán)境中,會造成熱污染和熱損失。全國現(xiàn)有地?zé)峄毓嗑?61眼,僅占開采井的14.5%,回灌量僅為開采量的5%,很多地區(qū)出現(xiàn)水位下降,溫度降低,甚至造成地面沉降等問題。如果能夠提高熱交換率或應(yīng)用梯級利用技術(shù)則會解決上述問題。

        3.法律法規(guī)不完善。管理問題突出

        目前除部分省區(qū)市外,我國尚沒有全國性的地?zé)豳Y源開發(fā)利用法律法規(guī),沒有形成一定的法律法規(guī)體系。管理方式、方法及行政主體不清。在《可再生能源法》中雖然提及地?zé)?,但?nèi)容較少,表述粗略,無法對地?zé)豳Y源實施有效管理?!兜V產(chǎn)資源法實施細則》中規(guī)定地?zé)崾菃我坏牡V產(chǎn)資源。但由于歷史原因以及地?zé)豳Y源的特殊屬性等,水務(wù)、國土資源等多個行政部門管理地?zé)豳Y源,管理體制和執(zhí)法主體不夠明確,影響地?zé)豳Y源勘探開發(fā)利用。

        4.國家層面重視不夠

        目前國家層面對風(fēng)能、太陽能、生物能等可再生能源非常重視。出臺各項鼓勵政策推動其發(fā)展。但地?zé)豳Y源沒有得到同樣的待遇。開發(fā)地?zé)豳Y源特別是地?zé)岚l(fā)電需要較高的技術(shù)和裝備,投資大、風(fēng)險高,據(jù)統(tǒng)計2005 2009年間,地?zé)岙a(chǎn)業(yè)投入資金私人占97.7%,政府僅占2.3%。因此需要在國家層面制定地?zé)岚l(fā)展規(guī)劃、投入資金進行技術(shù)研發(fā)和引進、建設(shè)示范工程、制定優(yōu)惠政策,與有實力的企業(yè)合作開發(fā)地?zé)幔苿拥責(zé)豳Y源開發(fā)利用。

        三、我國地?zé)豳Y源開發(fā)利用的前景分析

        1.地?zé)岙a(chǎn)業(yè)規(guī)模將不斷擴大

        2007年9月印發(fā)的《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃)中提出將合理利用地?zé)豳Y源,推廣滿足環(huán)境保護和水資源保護要求的地?zé)峁┡?、供熱水和地源熱泵技術(shù),在夏熱冬冷地區(qū)大力發(fā)展地源熱泵,滿足冬季供熱需要。該規(guī)劃中要求,到2010年我國地?zé)崮苣昀昧窟_到400萬噸標準煤;到2020年,地?zé)崮苣昀昧繉⑦_到1200萬噸標準煤。2008年12月13日,國土資源部下發(fā)了《關(guān)于大力推進淺層地?zé)崮荛_發(fā)利用的通知》,從調(diào)查評價、編制規(guī)劃、加強監(jiān)測3個方面。對大力推進我國淺層地?zé)崮苜Y源的開發(fā)利用進行了部署。同時我國也頒布了其他很多包括地?zé)豳Y源在內(nèi)的可再生能源的促進辦法,這一系列政策法規(guī)的出臺使地?zé)崮荛_發(fā)利用的發(fā)展前景更廣闊。

        2.梯級利用地?zé)崮軐⒊蔀橹饕l(fā)展趨勢

        直接利用方式具有50%-70%的熱利用效率,而地?zé)岚l(fā)電僅為5%-20%。剩余的熱能則伴隨地?zé)崴毓嗟降叵禄蛘咧苯优欧诺阶匀画h(huán)境中。不但浪費資源而且造成熱污染。若實行地?zé)崽菁壚梅绞絼t會在最大程度上利用地?zé)崴疅崃?,減少環(huán)境污染。地?zé)崽菁壚檬侵父鶕?jù)地?zé)崃黧w不同溫度進行地?zé)嶂鸺壚?。根?jù)溫度需求,由高到低進行利用。高溫地?zé)崴紫扔脕戆l(fā)電,之后被用作工業(yè)烘干、農(nóng)業(yè)育秧養(yǎng)殖、建筑供暖等等,最后較低溫度地?zé)崴脕硐丛〉取=?jīng)過一系列的利用,尾水達到20度左右。這樣就最大程度的利用了地?zé)豳Y源。因此梯級利用技術(shù)擁有廣闊的前景。

        3.增強型地?zé)嵯到y(tǒng)全球矚目

        增強型地?zé)嵯到y(tǒng)(EGS)是2010年世界地?zé)岽髸顬殛P(guān)注的兩個發(fā)展趨勢之一。增強型地?zé)嵯到y(tǒng)也叫干熱巖地?zé)幔硎菑牡乇硗蔁釒r中打一眼井(注入井),封閉井孔后向井中高壓注入溫度較低的水在巖體致密無裂隙的情況下,高壓水會使巖體大致垂直最小地應(yīng)力的方向產(chǎn)生許多裂縫。若巖體中本來就有少量天然節(jié)理這些高壓水使之擴充成更大的裂縫。隨著低溫水的不斷注入,裂縫不斷增加、擴大’并相互連通最終形成一個大致呈面狀的人工干熱巖熱儲構(gòu)造。在距注入井合理的位置處鉆幾口生產(chǎn)井并貫通人工熱儲構(gòu)造,用來回收高溫水、汽。注入的水沿著裂隙運動并與周邊的巖石發(fā)生熱交換,產(chǎn)生了溫度高達200-300℃的高溫高壓水或水汽混合物。從貫通人工熱儲構(gòu)造的生產(chǎn)井中提取高溫蒸汽用于地?zé)岚l(fā)電和綜合利用。利用之后的溫水又通過注入井回灌到干熱巖中,從而達到循環(huán)利用的目的。目前,美、德、法、澳、日、瑞等國已經(jīng)建設(shè)了一批試驗性增強型地?zé)嵯到y(tǒng)。2010年地?zé)岽髸鲊鴮﹂_發(fā)增強型地?zé)嵯到y(tǒng)的呼聲日益高漲。因此增強型地?zé)嵯到y(tǒng)也將成為我國地?zé)岙a(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個主要方向。

        4.淺層地溫能前景廣闊

        淺層地溫能在我國開發(fā)利用具有優(yōu)勢,首先。淺層地溫能普遍存在,普遍適用;其次,開發(fā)利用淺層地?zé)崮軣o污染,符合“資源節(jié)約、環(huán)境友好”型社會建設(shè)的要求,并有多項政策推動其發(fā)展;再次,我國熱泵技術(shù)發(fā)展較為成熟,適合規(guī)模化利用淺層地溫能。同樣也是2010年世界地?zé)岽髸顬殛P(guān)注的另外一個發(fā)展趨勢。

        我國北方(14省市區(qū))城鎮(zhèn)建筑面積為64億平方米,需要冬季供暖,其中70%以上的面積為各種規(guī)模的集中供暖,供暖天數(shù)為lOO-150天。北方城鎮(zhèn)單位面積的平均能耗為20kg標準煤(m2·年),總的采暖能耗折合約為每年13億噸標準煤。長江流域包括山東、河南、陜西三省南部和上海、四川等十省市共40億平方米的建筑也需要部分采暖。目前,我國淺層地溫能的應(yīng)用面積即使已經(jīng)超過一億平方米。也不過是北方城鎮(zhèn)建筑面積的1.6%,發(fā)展空間還很大,前景廣闊。

        四、我國地?zé)豳Y源合理開發(fā)利用的政策建議

        1.加強對地?zé)豳Y源開發(fā)利用的規(guī)劃和指導(dǎo)

        國家政府礦產(chǎn)資源相關(guān)部門應(yīng)當盡快完成全國地?zé)豳Y源評價與規(guī)劃,摸清全國地?zé)豳Y源家底,制定科學(xué)的短、中、長期地?zé)豳Y源開發(fā)利用規(guī)劃,切實按照規(guī)劃要求利用資源,杜絕盲目、無序的地?zé)豳Y源開發(fā)。防止資源迅速枯竭和環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生,真正做到地?zé)豳Y源的可持續(xù)開發(fā)利用。在地?zé)豳Y源開發(fā)利用過程中,政府應(yīng)當加大對開發(fā)利用企業(yè)的指導(dǎo),推動新技術(shù)和梯級利用模式的應(yīng)用,提高利用效率。獲得更高的經(jīng)濟、社會、環(huán)境效益。

        2.制定地?zé)豳Y源開發(fā)利用和保護的法律法規(guī)

        在地?zé)岙a(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的大背景下,我國已經(jīng)出現(xiàn)由于地?zé)岱煞ㄒ?guī)不健全而盲目開發(fā)導(dǎo)致的地質(zhì)災(zāi)害和環(huán)保等問題,制定地?zé)豳Y源開發(fā)利用和保護的相關(guān)法律法規(guī)已經(jīng)迫在眉睫。國家政府需盡快組織相關(guān)部門制定專門的地?zé)嵯嚓P(guān)法律法規(guī)和實施細則,理清地?zé)嵝姓芾黻P(guān)系,明確各方的權(quán)利、責(zé)任、義務(wù)及監(jiān)管和懲罰措施,促進地?zé)岙a(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展。

        3.提高地?zé)豳Y源開發(fā)利用和保護的技術(shù)水平

        在地?zé)豳Y源勘探開發(fā)利用和保護過程涉及到多項關(guān)鍵技術(shù)。包括勘探、評價、發(fā)電、設(shè)備除垢、梯級利用、干熱巖利用、地源熱泵等技術(shù),但地?zé)峒夹g(shù)研發(fā)具有投資大、風(fēng)險高等特點,單個企業(yè)難以投入到地?zé)峒夹g(shù)研發(fā)中。因此國家需通過引進國外先進技術(shù)、國際合作、政企聯(lián)合、優(yōu)惠政策等方式促進地?zé)嵝录夹g(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。提高整個產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平。

        4.加強地?zé)崞髽I(yè)的管理

        中央和地方各級政府應(yīng)加強對地?zé)崞髽I(yè)的監(jiān)督、管理和指導(dǎo),大力推進地?zé)岙a(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化;要不斷完善地?zé)豳Y源勘查的探礦權(quán)和開發(fā)的礦業(yè)權(quán)管理辦法,保證地?zé)豳Y源開發(fā)合理化、秩序化,加強對地?zé)衢_發(fā)市場的監(jiān)管;制定優(yōu)惠政策,鼓勵企業(yè)科學(xué)開發(fā)利用地?zé)豳Y源;加強對地?zé)崞髽I(yè)回灌、熱污染等環(huán)境保護問題的監(jiān)督;建立全國性的地下熱水資源監(jiān)測系統(tǒng),防止個別企業(yè)濫采地?zé)崴斐傻刭|(zhì)災(zāi)害:結(jié)合各地地?zé)豳Y源利用實際建立地?zé)崾痉豆こ蹋ㄟ^新技術(shù)應(yīng)用示范、梯級利用示范等促進地?zé)豳Y源的可持續(xù)開發(fā)利用。

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