隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，以氣候變化為核心的全球環(huán)境變化，正在廣泛而深刻地影響著人類社會(huì)的方方面面。氣候變化所導(dǎo)致的氣溫增高、海平面上升、極端天氣與氣候頻發(fā)等，對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)和人來生存環(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。增加能源供應(yīng)和來源途徑、改善能源結(jié)構(gòu)，是減少溫室氣體排放量、解決全球氣候變化問題的根本途徑。而作為新型能源的地?zé)豳Y源越來越受到人們關(guān)注，它具有低成本、可持續(xù)利用和環(huán)保等其它能源所不可比擬的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)?？梢哉f，大力推進(jìn)地?zé)豳Y源開發(fā)利用，改善能源結(jié)構(gòu)，對(duì)于解決日趨嚴(yán)重的全球環(huán)境問題具有重要的意義。
● 什么是地?zé)豳Y源？
地?zé)豳Y源是指能夠經(jīng)濟(jì)的被人類所利用的地球內(nèi)部的地?zé)崮?、地?zé)崃黧w及其有用組分。我國地?zé)豳Y源可分為淺層地?zé)崮苜Y源、水熱型地?zé)豳Y源和干熱巖資源三種類型。目前可利用的地?zé)豳Y源主要包括：通過熱泵技術(shù)開采利用的淺層地?zé)崮?、天然出露的溫泉、通過人工鉆井直接開采利用的地?zé)崃黧w以及干熱巖體中的地?zé)豳Y源。我國地?zé)豳Y源種類繁多，考慮地質(zhì)構(gòu)造特征、熱流體傳輸方式、溫度范圍以及開發(fā)利用方式等因素。
● 地?zé)崾侨绾涡纬傻模?/strong>
關(guān)于地?zé)岬膩碓?，有多種假說。一般認(rèn)為，地?zé)嶂饕獊碓从诘厍蛲獠繜嵩春蛢?nèi)部熱源。外部熱源包括太陽輻射等，內(nèi)部熱源包括放射性元素生熱、地核熱量等。根據(jù)測(cè)算，地核的溫度達(dá)6000°C左右，地殼底層的溫度達(dá)900~1000°C，地球表面恒溫層(距地面約15米)以下約15千米范圍內(nèi)，地溫隨深度增加而增高，平均增溫率約為3°C/100米。不同地區(qū)地?zé)嵩鰷芈视胁町?，接近平均增溫率的稱正常地溫區(qū)，高于平均增溫率的地區(qū)稱地?zé)岙惓^(qū)。地?zé)岙惓^(qū)是研究、開發(fā)地?zé)豳Y源的主要對(duì)象。地殼板塊邊沿，深大斷裂及火山分布帶等，是明顯的地?zé)岙惓^(qū)。
勘查地?zé)豳Y源，一般采用地?zé)岬刭|(zhì)調(diào)查、鉆探和各種物化探方法。
● 地?zé)豳Y源有哪些用途？
據(jù)史料記載，我國開發(fā)利用地?zé)崤c溫泉已有5000多年的悠久歷史，是世界上利用地?zé)豳Y源較早的國家之一。新中國成立后，國家重視人民的醫(yī)療保健事業(yè)，從20世紀(jì)50年代起，先后建立溫泉療養(yǎng)院160多家，20世紀(jì)70年代后，地?zé)豳Y源的開發(fā)利用進(jìn)入快速發(fā)展階段，尤其是20世紀(jì)90年代以來，在市場(chǎng)推動(dòng)下，地?zé)豳Y源的開發(fā)利用得到更加蓬勃的發(fā)展。
地?zé)衢_發(fā)利用方式
地?zé)豳Y源主要用途包括發(fā)電、建筑物供暖、洗浴療養(yǎng)、種植養(yǎng)殖、烘焙等。其中150℃以上的高溫地?zé)嶂饕糜诎l(fā)電，發(fā)電后排出的熱水可進(jìn)行梯級(jí)利用;90~150℃的中溫和25~90℃的低溫地?zé)嵋灾苯永脼橹?，多用于工業(yè)、種植、養(yǎng)殖、供暖制冷、旅游療養(yǎng)等方面;25℃以下的淺層地溫，可利用地源和水源熱泵供暖、制冷。目前全國地?zé)豳Y源開發(fā)利用的基本格局是：西南、華南發(fā)電;華北、東北供暖與養(yǎng)殖，華東、華中、西北地區(qū)洗浴與療養(yǎng)。
截至2015年，我國地?zé)豳Y源每年利用量折合標(biāo)準(zhǔn)煤0.21億噸，其中水熱型地?zé)豳Y源利用量折合標(biāo)準(zhǔn)煤415萬噸，開采率為0.2%，淺層地?zé)崮芾昧空酆蠘?biāo)準(zhǔn)煤1600萬噸，開采率為2.3%，地?zé)豳Y源開發(fā)利用潛力巨大。水熱型地?zé)豳Y源利用方式中，地?zé)岚l(fā)電占0.5%，供熱采暖占32.70%，醫(yī)療洗浴與娛樂健身占32.32%，養(yǎng)殖占2.55%，種植占17.93%，工業(yè)利用占0.44%，其他占13.56%。淺層地?zé)崮苜Y源開發(fā)利用方式主要為供暖制冷。
● 地?zé)豳Y源有哪些種類？
1.水熱型地?zé)豳Y源
我國水熱型地?zé)豳Y源非常豐富，出露溫泉2334處，地?zé)衢_采井5818眼。水熱型地?zé)豳Y源量折合標(biāo)準(zhǔn)煤12500億噸，每年地?zé)豳Y源可采量折合標(biāo)準(zhǔn)煤18.65億噸，有高溫地?zé)豳Y源(≥150℃)，但以中溫地?zé)豳Y源(90~150℃)和低溫地?zé)豳Y源(<90℃)為主。其中，水熱型中低溫地?zé)豳Y源量折合標(biāo)準(zhǔn)煤12300億噸，每年地?zé)豳Y源可采量折合標(biāo)準(zhǔn)煤18.5億噸，發(fā)電潛力150萬千瓦;水熱型高溫地?zé)豳Y源量折合標(biāo)準(zhǔn)煤141億噸，每年地?zé)豳Y源可采量折合標(biāo)準(zhǔn)煤0.18億噸，發(fā)電潛力為846萬千瓦。
水熱型中低溫地?zé)豳Y源主要分布于華北平原、河淮平原、蘇北平原、松遼盆地、下遼河平原、汾渭盆地等大中型沉積盆地上，分布在山地的斷裂帶上的地?zé)嵋话阋?guī)模較小，分布在盆地特別是大型沉積盆地的地?zé)豳Y源儲(chǔ)集條件好、儲(chǔ)層多、厚度大、分布廣，熱儲(chǔ)溫度隨深度增加，是地?zé)豳Y源開發(fā)潛力最大的地區(qū)。
高溫地?zé)豳Y源主要分布在我國藏南-川西-滇西水熱活動(dòng)密集帶，其高溫地?zé)豳Y源發(fā)電潛力為712萬千瓦，充分開發(fā)利用高溫地?zé)豳Y源，積極推進(jìn)西南地區(qū)高溫地?zé)岚l(fā)電，因地制宜建立多能互補(bǔ)的發(fā)電格局，符合我國當(dāng)前能源革命需求，也是可再生能源重要組成部分。
2.淺層地?zé)崮?/p>
全國336個(gè)地級(jí)以上城市淺層地?zé)崮苜Y源每年可開采量折合標(biāo)準(zhǔn)煤7億噸，可替代標(biāo)準(zhǔn)煤11.7億噸/年，節(jié)煤量4.1億噸/年。從淺層地?zé)崮荛_發(fā)利用方式來看，地埋管熱泵系統(tǒng)適宜區(qū)占總評(píng)價(jià)面積的29%;較適宜區(qū)占53%;地下水源熱泵系統(tǒng)適宜區(qū)占總評(píng)價(jià)面積的11%，較適宜區(qū)占27%。比較適合應(yīng)用地下水地源熱泵系統(tǒng)的地區(qū)主要分布在我國的東部平原盆地及富水性較好的地區(qū)。地埋管地源熱泵系統(tǒng)普遍具有較好的適宜性。綜合考慮，淺層地?zé)崮荛_發(fā)利用的影響因素，我國適宜開發(fā)淺層地?zé)崮艿牡貐^(qū)主要分布在中東部省份，包括北京、天津、河北、山東、河南、遼寧、上海、湖北、湖南、江蘇、浙江、江西、安徽等13個(gè)省(市)。
我國淺層地溫能開發(fā)利用區(qū)劃圖
3.干熱巖資源
我國干熱巖資源潛力巨大，開發(fā)前景廣闊，高于美國干熱巖資源的估算結(jié)果(570萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤)。經(jīng)初步測(cè)算，地下3~10千米范圍內(nèi)干熱巖資源折合標(biāo)準(zhǔn)煤860萬億噸，利用其中2%即相當(dāng)于2015年全國能源總消耗量的4000倍。尤其是位于3.5~7.5千米深度、溫度介于150~250℃之間的干熱巖資源，資源量巨大，折合標(biāo)準(zhǔn)煤215萬億噸。干熱巖資源是最具潛力的戰(zhàn)略接替能源，但開發(fā)難度較大。
● 我國的地?zé)豳Y源家底
2016年，中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)布了《中國地?zé)豳Y源調(diào)查報(bào)告》。報(bào)告指出，“十二五”期間，在原國土資源部的正確領(lǐng)導(dǎo)和財(cái)政部的大力支持下，中國地質(zhì)調(diào)查局組織全國60多家單位3000多名技術(shù)人員，利用中央財(cái)政資金4.16億元，完成了31個(gè)省(區(qū)、市)地下熱水資源調(diào)查，開展了336個(gè)地級(jí)以上城市淺層地溫能資源調(diào)查，啟動(dòng)了干熱巖資源調(diào)查，基本查明了我國地?zé)豳Y源賦存分布與開發(fā)利用現(xiàn)狀，初步評(píng)價(jià)了全國地?zé)豳Y源潛力。
調(diào)查結(jié)果表明：一是全國31個(gè)省(區(qū)、市)地下熱水資源年可開采量折合標(biāo)準(zhǔn)煤19億噸，現(xiàn)狀年實(shí)際開采量折合標(biāo)準(zhǔn)煤415萬噸，只占可開采量的0.22%，開發(fā)利用潛力巨大。二是全國336個(gè)地級(jí)以上城市淺層地溫能資源年可開采量折合標(biāo)準(zhǔn)煤7億噸，可實(shí)現(xiàn)建筑物供暖制冷面積320億平方米;現(xiàn)實(shí)現(xiàn)建筑物供暖制冷面積4.78億平方米。三是我國干熱巖資源初步估算折合標(biāo)準(zhǔn)煤856萬億噸，是巨大的能源寶藏，其2%的可開采量即相當(dāng)于2015年全國能源消耗的4000倍，應(yīng)加快研究步伐。四是我國淺層地溫能和地下熱水資源開發(fā)利用經(jīng)濟(jì)與環(huán)境效益顯著，2015年相關(guān)產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值約7500億元，占同年GDP的1%以上;每年減少二氧化碳排放4800萬噸。五是京津冀地區(qū)淺層地溫能和地下熱水資源合計(jì)折合標(biāo)準(zhǔn)煤3.43億噸，可基本滿足該地區(qū)建筑物供暖制冷需求。六是長江經(jīng)濟(jì)帶淺層地溫能和地下熱水資源年可開采量折合標(biāo)準(zhǔn)煤9.3億噸，充分開發(fā)利用區(qū)內(nèi)的淺層地溫能資源可有效解決長江中下游地區(qū)冬季供暖問題。
● 最新研究成果
中國地質(zhì)調(diào)查局自2016年開始實(shí)施“全國地?zé)豳Y源調(diào)查評(píng)價(jià)與勘查示范”工程。該工程是在“十二五”地?zé)嵴{(diào)查工作基礎(chǔ)上，聚焦區(qū)域地?zé)岜尘罢{(diào)查、重點(diǎn)地區(qū)淺層地溫能調(diào)查、水熱型地?zé)豳Y源調(diào)查、重點(diǎn)區(qū)干熱巖資源調(diào)查以及地?zé)豳Y源勘查開發(fā)示范與關(guān)鍵技術(shù)研究5項(xiàng)任務(wù)，目前取得了一些階段性成果。
淺層地溫能方面：雄安新區(qū)淺層地溫能初步勘查表明，新區(qū)內(nèi)大部分地區(qū)適用于淺層地溫能的開發(fā)，雄安新區(qū)淺層地溫能資源的開發(fā)利用，將產(chǎn)生巨大的環(huán)境效益與社會(huì)效益，為我國未來城市的發(fā)展提供新方向。
水熱型地?zé)豳Y源方面：京津冀水熱型地?zé)豳Y源調(diào)查表明，京津冀地區(qū)是我國東部地?zé)豳Y源最豐富的地區(qū)，地?zé)豳Y源儲(chǔ)量大，開發(fā)利用條件較好。根據(jù)現(xiàn)狀開采量與資源量數(shù)據(jù)劃分了京津冀地區(qū)的開采模數(shù)分區(qū)，可為當(dāng)?shù)氐責(zé)豳Y源的開發(fā)提供借鑒。
干熱巖方面：干熱巖資源是國際社會(huì)公認(rèn)的最具潛力的戰(zhàn)略接替能源之一，其開發(fā)利用尚在探索中，國際社會(huì)對(duì)干熱巖的開發(fā)利用已經(jīng)進(jìn)行了40多年的歷史，我國正在開展東南沿海地區(qū)、青藏高原東北緣干熱巖資源地質(zhì)勘查，2017年8月，中國科學(xué)家在青海共和盆地3705米深處成功鉆獲236℃的高溫干熱巖，為下一步推進(jìn)干熱巖開發(fā)利用試驗(yàn)探索奠定了良好基礎(chǔ)，目前中國地質(zhì)調(diào)查局正在大力推進(jìn)干熱巖勘查評(píng)價(jià)和試驗(yàn)性開采。
