地热资源开发中的几个问题

中国地热能开发利用存在的问题及建议

中国能源网研究中心王鸿雁张葵叶

地热能是一种可再生的清洁能源，积极开发利用地热能对缓解我国能源资源压力、实现非化石能源目标、推进能源生产和消费革命、促进生态文明建设等具有重要意义。我国地热资源丰富，近年来在开发利用方面取得了很大的成绩，但同时也还存在一些问题，这些需要引起国家的高度重视，认真解决，以促进我国地热能开发利用更好更快地发展。

关键词：能源地热能地热资源可再生能源

一、地热能及其开发利用的特点

（一）地热资源再生速度慢

地热资源是在特定的地质、构造、水文地质条件和水文地球化学环境条件下形成的，地热流体的循环要经历加热、运移、富集等过程，最后储藏在含水层中，但由于埋藏深，补给途径远，这个循环周期少则几十年，多则成千上万年。与冷水循环相比，其形成、补给和径流情况要复杂得多，周期也长得多。虽然与化石能源相比，地热能的再生速度要快得多，但如果过量开采，超过了补给速度，也会造成地热资源的枯竭。从这个意义上讲，地热资源并不是取之不尽，用之不竭的，地热产业更不是一个适合迅速做大的产业。据统计，每年地热的新再生量只有200多亿吨油当量，远低于太阳能的130万亿吨油当量、风能的1400亿吨油当量、生物质能的600亿吨油当量。1与其他可再生能源相比，地热能的优势主要体现在热能的累积存量上。

（二）具有潜在的环境问题

地热能虽然是较为清洁的可再生能源，但地热水成分复杂，且属于地质构造的一部分，如果管理和保护不善，对地热资源的开采也同样会带来环境问题，这些问题主要包括：

1、地面沉降。如果长期抽取地下热水而不回灌会引起水位下降，导致地层进一步的压密，从而加剧地面沉降的发生。根据天津市对市区的沉降测量表明，开采300m深度以下地下水，对地面沉降影响约占总沉降量的35%—50%。2在人口居住区会造成住宅楼和其他建筑物基础的坍塌，而在非人口居住区会对地表水径流系统

地热工程施工难点有哪些

1. 地质勘探难度大

地热工程的第一个难点在于地质勘探难度大。地热资源的分布不均匀，且通常位于地下数

千米深的地层中，而地热资源的分布情况通常要通过地质勘探来确定。由于地下环境复杂，地层构造多变，这对地质勘探工作提出了较高的要求。此外，地热资源的勘探工作还需要

考虑地质条件、水文地质条件、地温条件等多方面因素，这增加了地质勘探工作的难度。2. 地热资源开采难度大

地热资源开采的难度主要表现在以下几个方面：一是地下水位的影响。地热资源通常位于

地下水位以下，而地下水位的变化可能对地热资源开采造成一定的影响。二是地热资源开

采需要采用一定的技术手段，以降低地热资源的温度、压力等参数，以利于地热资源的利用。这些技术手段需要在地下环境中施工，难度较大。三是地热资源的优劣性。地热资源

具有一定的区域性和优劣性，需要通过对地热资源进行合理的开发和利用，以实现地热资

源的最大利用价值。

3. 地热热力站建设难度大

地热热力站是地热工程的核心设施，其建设难度主要表现在以下几个方面：一是地热热力

站建设需要穿越地下环境，可能会对地下环境造成一定的影响，需要采取一定的保护措施，以保护地下环境的安全。二是地热热力站建设需要考虑地下水位、地下地层等条件，这对

工程设计提出了较高的要求。三是地热热力站建设需要考虑地热资源的变化情况，以调整

地热资源的利用效果，这增加了地热热力站建设的难度。

4. 地热工程环境保护难度大

地热工程的建设可能会对地下环境造成一定的影响，因此需要采取一定的环境保护措施，

以保护地下环境的安全。同时，地热工程的建设还需要考虑周边环境、生态环境等因素，

地热资源开发利用产生的主要环境问题及保护措施

摘要：地热是来自地球内部的一种自然能源，具有水资源和矿产资源双重属性，它是一种可再生资源，应用广泛、易于开发、费用低廉，可应用于工业、农业与人民生活等多个领域。地热资源的开发对充分利用清洁能源、缓解当今世界能源紧张问题、发展循环经济有重要意义。但随着对地热水利用范围和规模的日益扩大,开采量急剧增加,从而在利用过程中和利用后产生了诸如地面沉降、热污染、大气污染、水体污染、土壤污染等一系列主要环境问题。本文分析了地热水开采利用、排放所产生的环境问题,并提出了防治这些问题的五项环境保护措施。只有采取有力的保护措施，地热能才能成为真正的“清洁能源”，从而实现其可持续发展。

关键词：地热水；地质环境问题；环境污染问题；保护措施

一、地热资源分布及利用

我国蕴藏着丰富的地热资源[1] ,遍布30个省市和自治区,其中温泉出露最多的省是西藏、云南、台湾、广东和福建,约占全国的二分之一以上,其次是辽宁、山东、山西、湖南、湖北、河北和四川等省,每省温泉数都在50处以上。

地热水作为新能源中唯一的地下矿藏，它广泛应用于工业、农业与人民生活。

二、地热水利用产生的主要环境问题

1、对地质环境的影响（地面沉降）

近几十年来，人类过度开采石油、天然气、固体矿产、地下水等直接导致了地面沉降，其中过量开采地下水是引起地面沉降的主要原因。如果超量开采地下热水引起水位下降[ 2 ] , 必然要引起热储层的压缩变形而导致地面沉降。西藏羊八井地热田1983～1991年的监测结果显示, 热田南区地面沉降达276.16mm。天津塘沽、大港的地热开采造成的地面沉降约为6～10mm/a[ 3]。西安、昆明城区的地热开发也引起局部地区地面沉降，造成地面塌陷、房屋开裂等严重地质环境问题。

我国地热资源利用现状、问题及对策

地热资源是地球内部所蕴藏的热能，主要源于地球熔融岩浆和放射性元素衰变时发出的热量，是在当前技术经济条件下，地壳浅层可供开发利用的地热能、地热流体及相关有用组分。地热资源具有储量大、分布广、绿色低碳、可循环利用、稳定可靠等特点，是一种具有较强竞争力的可持续清洁能源。地热资源开发利用可显著减少温室气体排放，改善生态环境，有望成为能源结构转型的新方向，对国家能源战略具有重要影响。

一、我国地热资源开发利用现状

目前我国地热资源直接利用规模居世界首位，对地热资源的开发利用成为我国能源战略的重要内容。当前，我国地热资源开发利用不仅规模持续增长，地热直接利用装机容量和直接利用量连续多年居全球首位，而且开发利用方式日趋多样化，技术不断进步，对地热资源的直接利用主要集中在供暖、制冷、养殖、洗浴等方面。“十三五”期间，国内地热发电新增装机容量18.08兆瓦，占到地热新增装机规划的3.6%；全国在运地热发电总装机量为44.56兆瓦，占规划装机容量的8%左右。同时，我国地热资源开发利用的战略规划和管理体制逐步建立和完善，对地热产业发展起到了积极推动作用。

二、我国地热资源开发利用存在的主要问题

尽管我国地热资源丰富，开发利用历史较为悠久，开发利用规模和效率稳步提升，但仍然存在较为突出的问题，主要包括：

一是地热资源勘查评估机制不够完善。全国大部分地区尚未建立开展大规模比例尺地热资源勘查机制，部分中低温地热资源地区缺乏正规地热资源勘探。同时，一些地方政府对地热资源的勘查评价重视不够，投入有限，方法和手段较为落后，因而对我国地热资源的总量、类型、特征及开发利用路径难以形成科学客观的判断。这些问题导致了我国地热资源开发利用的风险和成本增加，影响对地热资源的科学规划、开发和高效利用。

一、 存在的问题目前制约我国地热资源大规模开发利用的主要问题在于关键技术尚未完全成熟，经济性较差，环境保护措施薄弱；另外由于勘探开发投入较少，资源情况不落实；同时在对地热能资源利用的认识和定位上也不够清晰，相关立法，标准和政策尚不完善。1. 地热资源勘查工作薄弱我国地热资源普查勘探，资源分析评估技术与国外地热开发利用先进国家相比具有较大的差距。我国一直都有较为严格的地热资源地质勘查规范，但执行力度不够，严格按照规范要求完成的勘查结果非常少。资源部门公布的地热资源储量，大多是调查阶段的推断数据，这客观上造成资源部门与实际开发单位之间难以形成共识，影响了地热资源开发利用目标规划以及相关政策的制定。2. 对地热能开发利用缺乏统一的立法、标准和管理体系地热能开发利用相关立法不足，顶层设计缺位，缺乏针对地热能利用的法律法规和统一规划；并存在缺位管理、多头管理、重复管理现象，缺乏全局性和前瞻性管理。地热能开发利用涉及到资源勘探、钻井成井、供热、机电、化工、水处理、自控、运维管理等一系列工程技术，需要完善相关工程技术规范与标准以指导和评价项目建设。3. 相关激励政策支持力度不够与其它可再生能源相比，地热能开发利用产业发展扶持政策不足，财税、价格方面的支持力度不大，加上地热能资源开发利用存在勘探风险大、开发投资期长、初投资大等不利因素，社会资本的投入很少，对地热能开发利用企业造成较大压力。4. 地热能开发利用方式粗放，资源利用不足由于对地热能集矿、热、水于一体这一宝贵资源高效、循环和综合利用的潜力认识不足，近年来一些既有项目开发应用形式还是比较粗放，存在着选址勘察不当、设计标准低、地热井维护不当等原因，造成地热尾水直接排放、回灌率低、回灌量少等现象，导致地热尾水污染环境、资源浪费，甚至地热能位持续下降、地热井寿命缩短等地热能资源利用不足系列问题。

地热资源的开发利用及存在问题分析

发布时间：2021-06-04T15:49:17.793Z 来源：《工程建设标准化》2021年3期作者：吴军[导读] 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

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

地热资源开发利用存在问题及对策措施

摘要：为减少空气污染、缓解资源紧缺，中国大力推广包括地热在内的清洁能

源应用，地热能是绿色、清洁、环保的可再生能源，可用于制冷、供热及发电等

领域，有效替代化石能源，优化能源结构，保护自然环境。

关键词：地热资源；开发利用；研究

1、我国地热资源概述

地热是指地球内部所蕴藏的热能，它来源于地球的熔融岩浆和放射性元素衰

变时发出的热量。地热资源是在当前技术经济条件和地质条件下，能够从地壳内

科学、合理地开发出来的岩石热能量、地热流体热能量及其伴生的有用组分，它

与太阳能、风能、生物能、海洋能等统称为新能源，将太阳能、风能、潮汐能与

地热能加以比较，地热能是新能源中最为现实的能源。地热资源按赋存形式可分

种类型：一是热水型，即地球浅处（地下100～4500m）所见到的热水或水蒸汽；二是地压地热能，即在某些大型沉积盆地深处（3～6km）存在着高温、高压流体，其中含有大量甲烷气体；三是干热岩地热能，由于特殊地质构造条件造成高温但

少水甚至无水的干热岩体；四是岩浆热能，即储存在高温（700—1200℃）熔融

岩浆体中的巨大热能；根据地热水的温度地热能可分为高温型（>150℃）、中温

型（90～150℃）和低温型（<90℃）三大类，高温地热资源主要用于地热发电，中、低温地热资源主要用于地热直接利用。

2、中外地热能利用现状

2.1国外地热能利用现状

2.1.1地热直接利用

全球地热资源主要以地热水的形式存在。直接利用成为主要开发方式，如地

源热泵，供热、采暖，洗浴、医疗，种植等。全球78个国家直接利用的地热能

地热资源开发利用环境问题及保护措施

摘要：地热是一种由地下产生的自然能量，同时也是一种水、矿资源。生物质是一种可再生能源，具有使用范围广、开发容易、价格低廉等优点，在工业、农业、民生等诸多方面都有很好的应用前景。地热能的开发与利用，是解决当前全球能源危机和发展循环经济的关键。因此，本文通过对地热开发利用存在的环境问题进行分析，在此基础上提出了相应的保护措施，以便为我国地热资源的合理开发提供一定借鉴。

关键词：地热资源；环境问题；环境保护措施；资源开发

地热资源虽然是可再生资源，但其再生能力十分有限，一旦遭到人类不合理开发或过量开采，区内的地热资源将会逐渐衰减直至消失，故在对地热资源进行开发利用的同时，应该进行长期、有效的环境保护,这是决定地热资源能否得到科学、持续利用的重要环节，所以，提出以下对地热资源进行资源环境保护的措施。

一、地热资源概述

地热是一种储存在地壳中，可供人们使用的自然热能。他是一种不受季节、气候、昼夜变化等外部环境影响的可再生清洁能源，是一种极具竞争优势的新能源。在人类环境保护意识不断提高，但常规能源越来越少的今天，对地热能的开发和利用越发青睐[1]。

二、地热开发利用存在的环境问题

目前，国内外对地热能源的研究还处于起步阶段。因此，在地热资源的开采与利用中，不能忽略其带来的环境问题。

（一）热污染

就目前而言，许多地热井的开发利用还不够完善，使用的手段比较单一，没

有形成梯级多次利用的情况，尾水的温度仍然很高，特别是通过地暖进行采暖的

尾水，如果没有进行地热回灌和有效的处理，一些尾水的温度在40℃左右，排放

地热能的局限性与未来发展方向随着全球能源需求的不断增长和可再生能源的发展，地热能作为一种清洁、可持续的能源形式，逐渐受到广泛关注。然而，地热能也存在一些局限性，限制了它的广泛应用。本文将探讨地热能的局限性，并提出一些未来发展的方向。

一、地热能的局限性

1.地埋深度限制

地热能的开采需要将热能源从地下提取出来，因此地热能的可利用范围与地温分布和地下地质条件相关。而随着深度的增加，地热能的开采成本也会增加，且技术复杂度增加。因此，地埋深度限制成为制约地热能开发的一个重要因素。

2.资源分布不均

地热能资源在地球上分布不均，且集中分布于特定地区。一些地热丰富地区如冰岛、日本和美国加州等，远远超过其他地区的地热能资源。这导致了地热能的开发利用受到地理条件的限制，限制了地热能的普及程度。

3.开采技术的局限

当前的地热能开采主要依赖于地热电站和直接利用方法。地热电站通过地热水或蒸汽来产生电能，但建设和维护成本高，需要一定规模的地热资源来保证经济效益。而直接利用地热能则存在传输损失和特

定用途的限制。因此，地热能的开采技术局限是地热能发展的一个瓶颈。

二、地热能未来发展方向

1.技术创新与成本降低

地热能的开发利用需要不断的技术创新和成本降低。通过改进地热

能开采、转换和利用技术，提高能源转化效率，减少环境影响和运营

成本，以推动地热能的发展。此外，加强国际合作和共享经验，可以

促进地热能技术的创新与发展。

2.多能源协同发展

地热能与其他可再生能源如太阳能、风能等具有互补性。通过多能

源协同发展，可以提高能源利用效率，减少对地热能单一依赖的局面。例如，结合太阳能热泵和地源热泵技术，实现多能源的综合利用，进

地热资源的开发利用及存在问题

发布时间：2021-05-13T13:36:51.760Z 来源：《建筑实践》2021年第4期作者：赵学峰李涛朱伟峰

[导读] ２０世纪２０年代，地热正式作为资源进行开发，但仅仅用于洗浴。

赵学峰李涛朱伟峰

河北省任丘市华北油田电力分公司综合运维大队地热项目部河北任丘 062550

摘要：２０世纪２０年代，地热正式作为资源进行开发，但仅仅用于洗浴。这主要是由于地热自身的优点极为显著。节能减排、高效利用和价廉量稳，这些明显的优势让地热资源在国内外备受欢迎。探讨当前我国地热资源开发利用中存在的问题以及未来的发展前景，从根源出发进行探索，对地热能的未来发展积极而有利。

关键词：地热资源；开发利用；存在问题

引言

地热资源是一种非常清洁的可再生能源，它可以代替现有的很多能源，通过利用地热资源，对于我国能源结构的优化也有着积极作用。地热资源价格比较低廉，可以有效减少能源成本，地热资源清洁度比较高，可以减少二氧化碳排放量，对于环境保护有积极作用。 1地热主要分布

根据调查发现，目前全球的地热资源主要分布在以下三个地方：环太平洋沿岸的地热带，从大西洋中脊向东横跨地中海，中东到我国滇、藏地热带以及非洲大裂谷和红海大裂谷的地热带。地热水资源放出的热量是非常大的，[c（地热水）=4.2×103J/（kg·℃）]，从这个公式中就可以看出来。相关研究者调查发现，全球范围内存在的地热资源绝大部分都是中低温，而且，热泵技术的大力采用更是让地热资源摆脱了地域限制的影响，如今，地热资源除了不在两极出现，在世界其他各地都有出现。

地热资源的勘探与利用技术研究

一、现状分析

地热资源是一种清洁、可再生的能源，具有丰富的储备量和广泛的分布区域。地热能作为一种重要的替代能源，可以为社会生产和生活提供稳定、可持续的能源供应。然而，目前我国地热资源勘探与利用技术仍存在诸多问题，迫切需要加大研究力度，提高资源开发利用效率。

1. 地热资源勘探技术不足：目前我国地热资源勘探技术相对滞后，大多数地区的地热资源潜力尚未得到充分开发。传统的地热资源勘探方法主要依靠地质勘探、地球物理勘探等技术手段，效率低下、成本高昂。

2. 地热资源开发利用技术不全面：地热资源开发利用技术仍存在各种不足，如地热发电技术、地热供热技术、地热直供热技术等方面都需要进一步提升。部分地热发电项目存在投资大、建设周期长、运行成本高等问题，导致地热资源开发利用效率不高。

3. 地热资源利用环境影响严重：部分地热资源开发利用项目在建设过程中对环境产生一定的影响，如大规模地热开采会导致地下水位下降、地表沉降等问题。缺乏有效的环保技术和措施，会对当地生态环境造成负面影响。

二、存在问题

1. 地热资源勘探耗时费力：传统的地热资源勘探方法依赖于地质勘探、地球物理勘探等技术手段，勘探周期长、成本高，效率低下。

2. 地热资源开发利用效率低：部分地热开发利用项目存在技术不成熟、投资大、成本高等问题，导致资源开发利用效率低下。

3. 地热资源环境影响严重：部分地热资源开发利用项目在建设过程中对环境造成一定

的破坏，缺乏有效的环保技术和措施。

三、对策建议

1. 加大地热资源勘探技术研究力度：应该加大对地热资源勘探技术的研究力度，推动新型勘探技术的研发和应用。引入遥感技术、地球化学勘探技术等新方法，提高地热资源勘探效率和精度。

地热能开发中的技术难题与解决方案地热能是一种可再生能源，其开发和利用在全球范围内都具有巨大

的潜力。然而，在地热能的开发过程中，仍存在着一些技术难题。本

文将针对这些难题进行探讨，并提出相应的解决方案。

一、地热能资源评估难题

地热能的开发需要准确评估地下地热资源的蕴藏情况，然而由于地

热能资源的分布非常复杂，这就给资源评估带来了一定的困难。此外，地下水流及地热耦合等因素也对资源评估带来了挑战。

解决方案：建立完善的地热资源评估方法。可以利用地球物理探测

技术、地热传输模型以及地下水流模拟等方法来评估地热资源的蕴藏

量和分布情况。此外，多源数据融合与地热能资源评估技术相结合，

有助于提高资源评估的准确性。

二、地热井探测与钻探难题

地热井是地热能开发的核心设施，需要进行探测和钻探。然而，地

热井的探测与钻探过程中，存在一些挑战，比如井深和井壁稳定性等

问题。

解决方案：采用先进的勘探技术和钻井工具。通过使用磁性测井、

地震勘探、重力测量等技术对地下地质结构进行准确探测，从而选择

合适的钻井地点。在钻探单个井时，可以采用合理的钻井工程设计，

包括使用合适的钻头和钻井液，以确保井壁的稳定性。

三、地热系统的设计与运营难题

地热系统的设计与运营也是地热能开发中面临的难题。地热能的开

发利用不仅需要满足特定的热负荷需求，还需要考虑传热效果、循环

流体性质以及地热井的调控等因素。

解决方案：制定科学的地热系统设计和运营方案。在地热系统的设

计中，需要充分考虑地热井的布局、流体循环方式以及地热传热的机

理等因素，并结合实际情况进行优化设计。在运营过程中，要注重系