[科普中国]-地热产业

简介

地热能-----地球内部蕴藏的巨大自然能源，作为新能源家族的重要成员，是一种清洁的’可持续利用能源(通常所说的地热，是指那些能够经济地为人类所开发和利用的地球内部的热资源。它分为深层地热能和浅层地热能(前者大多属于高温地热，主要用于发电’供暖等"后者是位于常温层之下’较经济的开采深度一般小于200米的中低温地热资源，既可恢复又可再生，温度比较稳定、分布广泛、开发利用多元2。

目前，虽然已经有学者提出地热产业的概念，但是缺乏对地热产业的系统理论研究。这一方面是因为宏观层面没有新能源作为独立产业列入国民经济行业目录，包括联合国公布的国际标准产业分类和我国颁布的-国民经济行业分类与代码.都没有。地热产业,这一单项。另一方面是人们对地热资源利用的认识主要集中在传统的温泉旅游’洗浴疗养’供暖等行业，因而导致产业边界理解模糊。同时，国内外学者对地热产业的研究多集中在地热资源勘查技术’地热资源开发应用等方面少有将地热产业,作为一个单独的对象进行理论研究。商业实践缺乏理论指导。

这种对地热产业概念’构成’结构认识的不一致为地热学术研究’地热工程应用和地热产业规划等带来了交流上的障碍，间接地产生地热资源开发项目盲目上架’雷同低效的结果。因此，明晰地热产业概念产业构成，不仅可以弥补理论研究的不足，而且可为未来区域规划地热产业布局’调整地热产业结构提供理论依据。

地热产业的概念在地热应用技术不断进步的基础上，地热能被开发成电能"热能"生产原料"旅游等产品，在这一过程中伴随地热设备制造"工程设计施工"环境管理"金融服务等经济活动的开展!有明显的市场需求供应特点。

从经济学的角度来说，目前市场上所进行的与地热相关的经济活动有完整的产业形态，已具备产业基本存在要素：

（1）具有独特的产业技术(地热发电/供热技术等)

（2）有投入----产出特点（人力、资本、地热等资源要素的投入转化为电能、热能等能源产品和洗浴、旅游等服务产品）

（3）以追求经济、社会和环保效益为目的!具有可衡量的产业水平产值（运用经济学、数学等相关知识计算与地热相关的经济活动的开展已产生了可观的经济、环保效益）

（4）有多个独立但围绕地热资源开发利用为经营对象和经营范围的经济组织，从上游的地热资源勘探一直到下游的地热资源利用!已形成了较为完整的产业链。同时，在规模"职业化和社会功能方面，地热经济活动也满足产业规定性要求#据此分析!地热产业已经形成。
国外提出地热产业这一术语相对较早，提出了地热产业!并对冰岛地热发电行业进行了描述和分析，但没有明确界定地热产业这一概念的具体内容。随后，在罗马尼亚的奥拉迪亚市召开的针对低温地热产业的产品与技术的国际推广研讨会上将地热产业这一术语推广到国际地热市场。

因此，我们认为地热产业是指参与地热资源的勘探、开发、应用等一系列过程活动的企事业单位集合体1。

地热产业的构成地热勘查评价地热勘查评价是地热产业最基础的工作，主要是指通过地质调查"地球物理勘探、地球化学勘探、地热钻探和动态监测方法来探明地热能的分布、资源量、品质、开发利用条件等各种地质条件和水文地质条件1。

地热应用技术地热应用技术主要包括地热资源勘查评价技术，梯级综合利用"回灌"监测等工程技术，地源热泵等开发技术和干页岩发电技术也称增强型地热统、地热开发项目的高风险使得应用技术研发尤为关键，在现阶段地源热泵技术已成为浅层地热能快速发展的引擎，而增强型地热系统是国际上未来地热能发展的方向。

地热人才培养体系地热人才培养体系的建立和研究机构的发展为产业的发展提供了人力资源保障，随 着 市 场对各类地热人才需求的不断增长，需要不断加强高校教育平台和专业研究机构对人才的培养，通过产学研机制 将学术研究成果与 商 业开发 项 目相对接。

地热设备制造地热设备制造是指以地源热泵系统为代表，包括热泵机组、地暖管、地热板等在内的一系列工程设备制造"近几年，世界范围内地源热泵生产企业数量不断增加，但以中、小企业居多。

地热工程设计施工地热工程设计施工是指以地暖工程为代表包括钻井、管道铺设、热泵安装等环节在内的一系列地下、地面工程。

地热环境管理地热环境管理是指开展地热系统的动态监测工作#有效预防和管理地热开发过程出现的工程环境问题：

（1）地质环境扰动，包括诱发性地质灾害、地面下沉和水平变形；

（2）环境污染，包括热污染、水污染、大气污染和放射性污染；

（3）生态影响，包括对动植物和土壤的影响。

地热资源的开发利用是一个系统化工程，产业综合竞争力的提升需要与相关产业：如旅游服务、环境科学、工程钻探、地质勘查、金融投资和机械制造等形成产业集群效应。

地热产业化的重要性地热资源的开发利用带动了一个新兴产业———地热产业,据国际地热协会公布的资料,全世界地热开发利用的直接和间接收入超过1000亿美元,美国、法国等发达国家十分重视地热产业的发展。我国地热资源开发利用也具备了相当规模,去年11月25—27日召开的中国能源研究会第四届专业委员会会议提出,以市场为取向,以科技创新为基础,积极推进地热产业化发展,标志着我国地热资源的开发利用跃上了新台阶,今年五月全国地热产业规划会议提出,到2010年我国地热产业的发展规模为年产值100～120亿元。河南省地热开发已具备了相当规模,据不完全统计,全省地热打井投资额每年在3000万元以上,地热资源市场年收入超过5000万元,加上相应的设备生产、设计安装、维修等间接收入,估计地热产业总收入在8000万元以上,可提供近万人的就业机会,节省水资源约500万吨。地热能的开发利用不仅节省了一次性化石能源的消耗,还缓解了交通压力,减少了环境污染,为数千户居民提供了生活用热水,地热产业已成为河南省一个新的经济增长点3。

地热产业包括地热资源勘探、规划设计、开发、保护、应用、地热产品及其专用设备研制、生产、销售和相
关的科学技术研究、培训等。它是随着地热资源开发而形成的集经营、生产、销售、服务和技术培训、科学研、专用产品开发等为一体的新兴行业,发展地热产业就是要通过联合和重组,使地热资源开发利用从粗放型走向集约型,从零星的打井向规模化、市场化发展,使技术更加成熟,管理科学有序,经济效益更上一层。实现地热产业化的标志就是勘探、规划、设计、开发、保护、应用、地热产品及其相关设备的研制、生产、销售和科学技术研究、人才培训有机结合,互相衔接,资源开发与环境保护形成良性循环,企业充满生机与活力,地热事业持续、稳定、健康地发展。河南省地热资源的开发利用尚处于起步阶段,集中表现在,资源开发程度低、开采井的布局和深度过于集中、发展不平衡、规模小、综合利用不够、效益低等,与实现地热产业化的要求相差甚远。

我国地热资源产业化现状据估算，中国深度 2000 米以内的地热资源所含的热能相当于 2500 万亿吨标准煤，初步估计可以开发其中的 500 亿吨。
我国地热资源的较大规模的开发利用始于 20 世纪 70 年代初，经过 40 多年的发展，在技术上已经形成以取暖、水产养殖、浴疗、农业和医药等直接利用方式和地热发电为主的综合开发利用体系。总体上看，我国的地热能利用已经形成以西藏羊八井为代表的地热发电，以天津、西安、北京为代表的地热供暖，以重庆为代表的地热水水源热泵供热制冷，以大连为代表的海水源热泵供热制冷，以东南沿海为代表的疗养与旅游，以华北平原为代表的种植和养殖的开发利用格局4。

从以上分析可以看出我国地热资源的开发利用已经形成产业化，但是我国地热产业还处于初期阶段。在产业化的发展过程中也还存在着诸多问题，主要表现在以下几方面：

第一，缺乏统一的全国地热资源勘查开发规划。地热资源勘查是一个复杂系统的工程，往往需要投入大量的人力、物力、财力，现实是当前我国对地热资源勘查的投入严重不足，全国大部分地区尚未开展地热资源勘查。地热资源储存于地下，不同于其他新能源，在开发前期必须投入大量的资金，用于地下资源的勘探，勘察之后才能决定是否具有开发利用的潜在价值。自 1986 年以后，我国取消了这项由国家投资的勘探费用，勘探投资和风险承担全部由开发方来负担。自此之后，国家在地热资源勘探方面基本上没有投入。即使是已经勘查出具有利用价值的地热资源，在开发利用前期也没有进行系统的长远的开发规划，在开发过程中存在诸多问题，缺乏具有法律效力的发展目标规划。

第二，地热资源浪费现象严重、综合利用率低。与国外地热发达国家相比，我国地热能的科学开发利用起步相对较晚，除个别大城市外，大部分地热资源丰富地区处于粗放式开采、低效率利用的阶段，导致已开发的地热资源没有得到充分合理的利用，地热资源浪费现象严重、综合利用率低5。

第三，国家对地热资源重视不够。我国政府很早就对风能、太阳能、生物能等可再生能源的发展非常重视，多项推动这些新能源产业发展的政策纷纷出台。但是同样的“关注目光”却没有投向同是清洁、可再生能源的地热资源。地热能的利用，尤其是利用地热进行发电需要较高的技术和先进的装备，而且地热产业投资大、风险高。据统计 2005-2009 年间，地热产业投入资金私人占 97.7%，政府仅占 2.3%。从统计数据可以看出我国政府在地热产业的投资比例非常低。

第四，我国地热资源的利用技术落后，发展不平衡。我国的地热资源开发利用技术在研发方面与国外地热利用发达国家相比还有很大的差距。我国在地热资源直接利用方面的技术相对先进，可是地热发电技术一直处于停滞不前状态。 我国地热能的开发历史悠久，地热产业要健康、快速、高效地发展，就需要对地热产业的现状进行法律上的优化。促进地热资源的产业化发展不仅需要技术的革新，最重要的推力就是国家的扶持。作为新兴产业尤其需要法律激励机制的促进。总体上看，我国地热产业在国家一系列激励措施的推动下，必将朝着产业规模化方向迅速发展。

发展地热产业的主要措施
发展地热产业,资源是基础,开发地热首先要查清全省地热资源的家底。当前重点要查清地热资源形成的区域地质背景,诸如与地热形成有关的地层、构造、岩浆(火山)活动等,圈定地热田范围和有利开采地段;对热储的埋藏分布和开采条件进行研究,对地热田的地球化学场、地球物理场以及地热流体的物理化学性质进行分析,对地热资源储量作出评价,对开发地热资源可能引起的环境地质问题作出预测,并提出地热资源开发利用建议和环境保护对策。随着勘探深度的增加,钻井施工技术难度日益增大,施工工艺和相应机械、设备的研究也不容忽视;由于地热深井施工成本高,增大单井出水量的技术对提高地热井的投入产出比尤为重要,必须重视这一课题的攻关研究6。

发展地热产业,一要靠科学,二要靠政策。在市场经济条件下,政府要发挥指导、协调作用,在科学规划基础上,积极扶持,正确引导,规范市场,加强监督和监测。全国正在制订地热产业发展规划,我省应抓着机遇,尽快制订地热资源开发利用规划和配套政策,建立建全管理机构,培养和造就一批地热地质、地热钻井和相关技术的专家队伍,设立技术设计、咨询、服务机构;广开投资渠道,积极开发研制适合我省地热资源特点的各种仪器、设备和技术,扶持一批专用设备、仪器生产企业;与教学、科研机构相结合,建立人才培训基地。实行横向联合,优化队伍结构,形成具有一定规模和技术优势的地热产业体系。

发展地热产业,要同时注意节能与环境保护。地热资源的埋藏分布及储量受地质条件控制,不合理的开发必然会导致资源枯竭,热储层压力下降,地热水水质恶化,进而引起地面沉降等环境问题,天津、北京、西安等城市《地热资源管理条例》已经市人大通过并实施多年,不仅有效地扼制了乱开滥采地热资源的势头,每年还为国家增加千万元的收入;天津市利用国际银行贷款开展地热井回灌研究,采取夏灌冬用和一灌一采对井补给模式,取得了良好效果;我省地热资源的管理也迫切需要尽早立法,明确管理机构,强化科学管理,对全省地热资源实施统一勘探、统一规划、统一管理,规范行为,有序开发、科学指导,注重监测和环境保护,使地热开发更上一层楼。

发展地热产业,效益是目标,效益是促进地热产业发展的驱动力。在开采成本不变情况下,千方百计提高资源附加值可产生更多的净效益,实践证明,单一的开发利用不仅浪费资源,而且经济效益也不理想,因此应特别重视地热流体的综合利用,使有效的热能和水资源价值得到充分发挥,以提高资源的综合效益。天津市河东区一眼地热井出水量240m3/h,井口出水温度92℃ ,单井供热面积20×104m2,加上调峰设备可达40×104m2,利用供热排放的尾水向居民家庭供应生活用热水2500户,还同时向几家娱乐、游泳池供应热水年净收入可达420万元以上。