摘要：在我國經(jīng)濟發(fā)展中，地熱資源為我國社會經(jīng)濟的發(fā)展起到了重要支持作用，地熱資源來自于地球內(nèi)部，其在工業(yè)、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中已經(jīng)成為一種重要的生態(tài)型能源。對地熱能源的特性及其可持續(xù)開發(fā)利用模式進行全面的認識，是推動我國經(jīng)濟快速發(fā)展與保護自然生態(tài)環(huán)境的熱門課題。鑒于此，本文對地熱資源的概念及分類進行探討，并論述了其主要特性，在此基礎(chǔ)上深入解析了地熱資源的可持續(xù)開發(fā)利用模式。

關(guān)鍵詞：地熱資源;資源特性;可持續(xù)開發(fā);利用模式

中圖分類號：X37 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）01-0-02

Abstract：In Chinas economic development，geothermal resources have played an important supporting role in the development of Chinas social economy. Geothermal resources come from within the Earth， and it has become an important ecological energy source in the industrial and agricultural fields.A comprehensive understanding of the characteristics of geothermal energy and its sustainable development and utilization model is a hot topic to promote the rapid development of Chinas economy and protect the natural ecological environment.In view of this，this paper discusses the concept and classification of geothermal resources，and discusses its main characteristics.On this basis，it deeply analyzes the sustainable development and utilization mode of geothermal resources.

Key words：Geothermal resources; Resource characteristics; Sustainable development; Utilization model

1 地熱資源的概念及分類

1.1 概念

所謂地熱資源，是廣泛分布于地球地殼內(nèi)部的地熱流體、地熱能及有用組分，這些資源能夠進行高效的開發(fā)和利用。地熱資源在全世界范圍內(nèi)擁有非常大的儲量，而且其是無污染、可再生的，據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明，地熱資源在地球中的總量要比全球煤炭儲量高出1.7億倍，而能夠進行利用的地熱資源，按照標準煤進行轉(zhuǎn)換，可達到4948萬億t。正是因其儲量龐大，而且無污染、可再生，因此具有非常巨大的開發(fā)潛力。

1.2 分類

對于地熱資源來說，其種類主要是以埋藏深度和溫度來進行劃分的。以埋藏深度來說，依據(jù)不同的埋藏深度，可將地熱資源劃分為三類，分別是淺層地熱能、常規(guī)地熱能和增強型地熱能。其中，淺層地熱能的埋藏深度通常在距離地表的200m以內(nèi)，這類地熱資源廣泛分布于地下水和地殼的淺部巖土體，而且能夠通過現(xiàn)有的技術(shù)手段進行開發(fā)。因淺層地熱能并不具有較高的溫度，因此其內(nèi)部的熱量無法進行直接利用，而這就需要通過地源熱泵來對淺層地熱能進行轉(zhuǎn)換，使其能夠用于制冷與供暖。對于常規(guī)地熱能來說，其主要是水熱型的地熱資源，常規(guī)地熱能的埋藏深度在200～3000m之間，人們目前已廣泛采用常規(guī)地熱能來進行日常生產(chǎn)?？梢哉f，常規(guī)地熱能的應(yīng)用，在很大程度上便捷了人們的生活。對于增強型的地熱能來說，其英文簡稱又被叫做EGS，該類地熱能是以干熱巖技術(shù)為基礎(chǔ)進行提取，主要是利用人工方法來促進地熱儲層的形成，使其得從具有低滲透層的巖體中被提取出來。干熱巖的埋藏深度通常在3000～6000m之間，而其溫度范圍則處于150～650℃之間。歷經(jīng)多年的發(fā)展，我國已開始規(guī)模化地開發(fā)淺層地熱能，而在常規(guī)地熱能開發(fā)中，也已取得了許多進展。不過因技術(shù)條件的限制以及資金的不足，使我國目前仍未能有效地開采增強型地熱能。

以地熱資源的溫度來對其進行劃分，可將其劃分為低溫地熱、中溫地熱與高溫地熱，其中低溫地熱的溫度在25～90℃之間，而中溫地熱的溫度在90～150℃之間，高溫地熱的溫度則超過150℃。對于不同溫度的地熱資源，其用途也不一樣，低溫地熱及中溫地熱主要是進行直接利用，用途主要包括醫(yī)療、供暖、工業(yè)生產(chǎn)等，而高溫地熱的用途則是發(fā)電。

2 地熱資源的特性論述

相比于化石類資源，地熱資源的應(yīng)用優(yōu)勢非常明顯，而且能夠滿足我國在社會發(fā)展中所提倡的綠色低碳環(huán)保理念，究其原因在于地熱資源是一種清潔且可再生的能源。地熱資源的主要特性主要體現(xiàn)在以下幾個方面：其一是無污染。對地熱資源進行開發(fā)與利用，并不會給環(huán)境造成污染，其可對天然氣、煤炭等石化能源進行有效代替，從而使原有的能源結(jié)構(gòu)得到有效改善，使廢氣排放、環(huán)境污染、粉塵污染等問題得到有效避免。其二是持續(xù)性。對于石化能源來說，其往往有著很長的再生周期，因此這類能源是不可再生的資源，一旦石化能源被消耗殆盡，勢必會使人類社會的發(fā)展陷入停滯狀態(tài);而對于地熱資源來說，其主要載體是地熱水，通過對地熱水進行運移與流轉(zhuǎn)，可有效補充資源損耗，進而使資源的利用變得可持續(xù)化。其三是穩(wěn)定性。由于地熱資源所蘊含的熱量都是地球內(nèi)部在運轉(zhuǎn)過程中所產(chǎn)生的，因此對地熱資源進行運移和使用時并不會和外部環(huán)境產(chǎn)生較多的聯(lián)系，也不會受到外部氣候條件的影響，這使其在穩(wěn)定性上有著非常明顯的表現(xiàn)，從而在一定程度上保障了相關(guān)領(lǐng)域的穩(wěn)定發(fā)展。

3 地熱資源可持續(xù)開發(fā)利用模式

自20世紀70年代起，我國便致力研究地熱資源，以此探尋更加先進、科學的開發(fā)與利用模式。長期以來，人們在管理地熱資源過程中處于無序狀態(tài)，采取的管理模式也過于粗放化，這也使地熱資源在管理過程中存在很大浪費。為了對地熱資源進行有效保護，使其能夠得到可持續(xù)開發(fā)利用，需要做好以下幾個方面的工作，以此平衡地熱資源的保護與開發(fā)，從而使其能夠真正得到科學的可持續(xù)開發(fā)利用。

3.1 預(yù)先規(guī)劃

在對地熱資源進行可持續(xù)開發(fā)利用時，必須要做好地熱資源的規(guī)劃工作。而在實施規(guī)劃過程中，需要以整個地區(qū)的發(fā)展為對象，對地熱資源進行合理布局，開展科學評價，分析特征存在不同差異下，各類地熱資源的主要利用方向，深入研究地熱資源的賦存規(guī)律，并以此作為開采規(guī)劃和布井方案的制定依據(jù)，確保地熱資源能夠?qū)崿F(xiàn)統(tǒng)一的規(guī)劃，提高地熱資源的利用效率。

3.2 梯級利用

所謂地熱資源的梯級利用，是根據(jù)各類用戶對地熱資源的不同需求，通過采取特定技術(shù)、特定設(shè)備，使地熱資源能夠按照不同層級來進行科學化利用，以此最大限度地提高地熱資源的利用效率，并確保地熱資源的效益最大化。例如，對于溫度在150℃的地熱水來說，應(yīng)采用渦輪發(fā)電機組來對其進行利用，使其能夠被應(yīng)用于發(fā)電領(lǐng)域，而發(fā)電后所排放出的溫度高達90℃的廢水，則需采用換熱設(shè)備來實現(xiàn)熱量交換，然后將這些熱量用于供暖。當?shù)責崴臏囟冉档偷?0～50℃之間時，可將這部分熱量用于地板輻射供暖。而對于溫度在30℃的地板輻射供暖尾水，則需要通過熱泵來對其進行再次利用，使這部分能量能夠再次被用于供暖。

3.3 回灌

在對地熱資源進行開發(fā)利用時，如果僅僅是通過單井形式來實現(xiàn)，勢必會降低熱儲層水位，而如果尾水有著很高的溫度，還會對環(huán)境造成熱污染。為了避免這些問題，就需要采取回灌措施，在地熱水中的熱能被利用后，需要將其重新回注到地下?？梢哉f，回灌措施能夠使地熱資源得到有效保護，并降低資源的不必要浪費，同時也能避免在開發(fā)利用過程中產(chǎn)生環(huán)境污染。

3.4 構(gòu)建地熱井成井工藝技術(shù)體系

我國在開發(fā)與利用地熱資源時，需要根據(jù)地熱資源的埋藏深度、巖性、熱儲類型，構(gòu)建與之相對應(yīng)的地熱井成井工藝技術(shù)體系，通過該技術(shù)體系的構(gòu)建，可起到明顯的增產(chǎn)作用，并可使地下熱儲層得到切實有效的保護。

3.5 推廣換熱技術(shù)和地熱水保溫技術(shù)

我國在對地熱資源進行可持續(xù)開發(fā)時，還要積極開展關(guān)于管體無縫、保溫材料等方面的研究，這對于降低地熱資源在輸送過程中產(chǎn)生的熱損耗具有重要意義。同時，還要根據(jù)地熱水在不同地區(qū)中的水質(zhì)差異，設(shè)計與之相適應(yīng)的換熱器，選擇最合理的材質(zhì)，使地熱資源在開發(fā)與利用過程中能夠獲得更高的換熱效率。

4 結(jié)語

總而言之，地熱資源憑借其可再生、無污染、持續(xù)性與穩(wěn)定性強等特性，具有巨大的開發(fā)潛力，并受到越來越多人的關(guān)注。對地熱資源進行可持續(xù)開發(fā)利用，必須要遵循環(huán)境友好、科學開發(fā)、技術(shù)先進以及資源節(jié)約等原則，只有這樣才能促進地熱產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，使我國得以順利實施可持續(xù)戰(zhàn)略。

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收稿日期：2019-12-07

作者簡介：陳安河（1968-），男，漢族，本科學歷，高級工程師，研究方向為水文地質(zhì)、工程地質(zhì)和地質(zhì)災(zāi)害。