论目前关于地热资源开发利用的几个误区

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    论目前关于地热资源开发利用的几个误区

                      郑州地象科技有限公司  寇伟

    摘要：地热资源是与地球同在的取之不尽用之不竭的可再生清洁能源，目前对于地热资源的开发利用尚有一些误区需要厘清，以确保加速地热能源的利用和产业化。

   关键词：地热能，地热水资源

   

    一、厘清对于地热能和地热资源的认识

    1、地热能是地球内部存在的热能量

    地球内部蕴藏着由放射性物质衰变作用等原因所产生巨大的热能，地核本身就是一个由地壳和地幔层包裹着的“大热球”，地球内部的温度高达约7000摄氏度，而在80至100公里的深度处，温度会降至650~1200摄氏度。地热能通过各种方式向地球表面传播热量并散发到大气中，它是一种与地球同在、取之不尽用之不竭的热能源。

    2、地热资源是指携有可为人类所利用的地热能量的物质资源

    地热能是一种能量，它传播至人们可以采集到的地壳上层，蕴藏于某些物质体内，就形成了人类可以开发利用的地热资源。地热资源和煤、石油、天然气及其它传统矿产资源不一样，埋藏于地下且可以吸收、传导、蕴藏地热能的水、岩石等物质皆可称之为地热资源，人们可以通过它们获取地热能，一旦它们脱离了地下地热能的供给，其体内蕴藏的热量将很快散去。就像风能蕴含于风速中、太阳能通过空气辐射一样，地热能是通过地壳内各种介质传导至地面上来的，人们能够借助于某种媒介有效地采集和利用时才能称其为资源。

    3、深层地热水是目前可被有效开发并广泛利用的地热资源

    地热资源应该具备两个基本条件，一是采集的经济性，开发利用的成本不能过高；二是应用的有效性，应用效果要好且能有效的推广应用。在地球上的任何地方只要达到足够的深度，都会有一定高的地温并获取到地热能。就目前的采集应用技术和推广使用条件来看，在蒸汽、液态水、地压水、干热岩体和岩浆五类地热资源中，只有液态水的开发深度相对较浅、采集成本较低、无需转换可直接利用、无论水温高低皆有用途，是可以被有效开发利用的主要地热资源。

    二、厘清对于开发利用地热水资源的认识

    1、地壳表面遍布大大小小裂缝形成地表水下渗通道

    地壳岩体受构造应力作用发生变形，一旦超过其可承受强度就会使岩体的连续性和完整性遭到破坏，近而产生各种大大小小的裂缝，形成断裂构造。地壳板块裂缝、裂谷、地堑等都属于超大型断裂，由勘查结果在地质图上标出的断裂带多属于大中型的裂缝，在地下还有很多在地面上勘查不到的大大小小的隐伏型断裂构造。可以说在地球表面布满了大大小小及微小的裂缝，它们形成了地表水的下渗通道，地下无论深浅的含水层都是通过这些裂缝向下渗透汇集而成的。

    2、陆地上各地都存在可开发的地热水资源

    断裂构造是地壳中最常见的构造形式，在地壳中分布很广，无论是高山深谷还是丘陵平原，地表显露的无论是新生界还是早至太古界地层，都有断裂构造的存在，只不过断裂构造的大小不同、深浅不一。只要这些断裂构造的断裂面属于张开的，有可能沟通地表径流和风化壳中的地下水，成为地热流体进行循环流动的通道，并在断裂深部聚集地下热水。所以说，在陆地任何区域都存在可以开发利用的地热资源，只要是在断裂构造内凿井都能采集到地热水，只不过是出水量和出水温度不同罢了。

     3、地热水资源的储量和温度主要取决于断裂规模和地层岩性

    对于一般断裂构造控制型地热资源而言，规模越大的断裂构造的破碎带越宽、破碎岩石块越大，透水通道越好、地热水蓄量越大；规模越大的断裂构造的断裂延伸深度会越深、热水对流循环量越大，深层地热水的温度就越高；同规模断裂构造内脆性越高的岩层破碎程度越大、裂隙发育越好，破碎带内地热水蓄水量就越大；同规模断裂构造内属于溶隙发育程度好的地层，同层连通性好、渗透率高，地热井的出水量就大。因此，断控型地热水资源的储量和温度主要取决于断裂规模和地层岩性。

    4、地热水和浅层常温水一样都是水资源

    深层地热水基本上都是地表水沿裂缝渗透下去的，很少有远古造山运动埋入地下、与地表无联通缝隙的地压型密闭蓄热水空间。按照地球的物理结构，太阳对地温的影响只能深及30米以内，在30米深度以下，地温基本上受地热影响。在不存在中高温地热资源构造的地区，一般来讲每向地球内部深入100米地温升高2℃左右，而在断裂构造内主要是靠更深层的经高地温传导加热的高温水向上对流导热的，比靠地温增热的梯度值要高。只要是断裂构造相对发育、地表水能够沿裂隙向下渗透较深的地方，一般地区只要取得深度达到1000米含水层的水，水温都会达到30 ℃以上，而且抽取地热水时断裂构造内地表水会通过两侧含水通道向井孔处运移补给。所以，抽取深层地热水与浅层常温水一样，都是地表水向下渗透聚集而成的，都是地下水资源。

    三、对于地热水资源应用的几种误导性论点

    1、地热资源区域有限论

    仅仅根据重力场和磁力场大范围粗测结果，就断言哪些地方有地热田、哪些地方没有地热资源，靠几口地热井的资料就可以画出整个盆地的地层增温率，靠几个专家论证一下就决定了一个区域是否存在可开发利用的地热资源，这些都是片面的、不科学的。应该说只要是在陆地上，任何区域都存在含水的张性断裂构造，都可以开发地热水资源，只是断裂规模和含水层深浅不等、出水量和出水温度不同而已。

    2、地热资源储量有限论

    认为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，这个循环周期少则几十年，多则成千上万年，如果过量开采，就会造成地热资源的枯竭。实际上地热井在深层可抽取具有较高水温的地热水量是非常有限的，而构造内裂隙渗水补给也是渐进的，只要不是密集凿井开发就不会枯竭。地热能永远存在，用以获取地热能量的水媒介可能会减少而已。

    3、地热水资源等同矿产论

    把地热资源与矿产资源等同对待，进行地热资源勘查、划定地热分布区域、圈定适宜开采的地区及有利的开采地段，确定在一定时期内可持续开发利用的资源量。我认为做这些工作都是不切合实际的、徒劳的：一来地热资源不能等同为矿产资源，地球深部热能取之不尽用之不竭，水只是传导、储存、采集热能的媒介；二是只要张性断裂构造规模大、渗水通道畅通、深层聚水加热空间足够，能够形成井孔深层取地热水、浅层水供给再加热的良性循环，就可以最大可能地利用无尽的地热能量。

    4、地热水资源限制开发论

    把地热水资源与常温水资源分开管理：出地表超过25度的水就是矿产资源，就要严格审批、层层把关、限制打地热井的数量；低于25度的水就不是矿产资源，打井抽水基本上不受限制，只要安装水表交水费就是合法的。其实是越向深处裂缝越小、渗水越不易、蓄水量越少，打深水井成本高、风险大、出水量小、资源浪费少、效用高，应该鼓励发展；而打浅水井的成本低、出水量大、资源浪费多、效用低，应该限制发展。

    四、对于鼓励地热水资源开发利用的几个建议

    1、同样都是水资源，不要把地热水和常温水区别对待，而是要鼓励开发利用地热水，使有限的水资源更多地成为获取地热能的媒介和手段。

    2、取消地热井打井的探矿权和采矿权的申请、预审、踏勘、初审、听证、会审及招标拍卖挂牌管理办法，因地热井开发本身就是成本高、风险大、成功率低的项目，经过那么多的流程、花了不少的钱取得到采矿权后打了个干眼谁负责。

    3、地热能与太阳能、风能一样都是大自然赋予人类的绿色能源，应该鼓励开发利用，深层水、浅层水、多高温度的水都是水资源，只需要向国家水资源管理部门申请取水证即可，从地下抽取多少吨水

    4、国家对于地热水资源的开发利用要多一些扶持、少一些限制，多一些技术指导、少一些管理。要充分发挥市场经济的自我调控功能，谁投资谁担风险谁受益。

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