地熱資源

關於地熱的來源，有多種假説。一般認為，地熱主要來源於地球內部放射性元素蜕變放熱能，其次是地球自轉產生的旋轉能以及重力分異、化學反應，巖礦結晶釋放的熱能等。在地球形成過程中，這些熱能的總量超過地球散逸的熱能，形成巨大的熱儲量，使地殼局部熔化形成岩漿作用、變質作用。

現已基本測算出，地核的温度達6000°C，地殼底層的温度達900－1000°C，地表常温層（距地面約15米）以下約15公里範圍內，地温隨深度增加而增高。地熱平均增温率約為3°C/100米。不同地區地熱增温率有差異，接近平均增温率的稱正常温區，高於平均增温率的地區稱地熱異常區。地熱異常區是研究、開發地熱資源的主要對象。地殼板塊邊沿，深大斷裂及火山分佈帶等，是明顯的地熱異常區。

普查勘探地熱資源，一般採用地表地熱調查、鑽探和各種物探方法。紅外線遙感技術在勘查中取得顯著效果。

地熱資源的成生與地球岩石圈板塊發生、發展、演化及其相伴的地殼熱狀態、熱歷史有着密切的內在聯繫?特別是與更新世以來構造應力場、熱動力場有着直接的聯繫。從全球地質構造觀點來看，大於150℃的高温地熱資源帶主要出現在地殼表層各大板塊的邊緣，如板塊的碰撞帶，板塊開裂部位和現代裂谷帶。小於150℃的中、低温地熱資源則分佈於板塊內部的活動斷裂帶、斷陷谷和坳陷盆地地區。 地熱資源賦存在一定的地質構造部位?有明顯的礦產資源屬性，因而對地熱資源要實行開發和保護並重的科學原則。 ^[2] 

從全球構造看，中國中西部的大部分地區處在歐亞板塊內部地殼隆起區和地殼沉降區，分別形成板內隆起斷裂型及板內沉降盆地型中低温地熱資源。滇西、川西及藏南地處歐亞板塊和印度洋板塊的碰撞邊界，對形成板緣岩漿活動型高温地熱資源極為有利。在上述大地構造環境下，形成了中西部具有不同温度、礦化度和特殊化學成分的地熱資源。既有高温蒸汽資源及中低温地下熱水，又有淡熱水、高礦化熱滷水及熱礦水，為地熱資源的綜合開發利用提供了資源保證。 ^[2] 

温泉資源 ^[2]  。全國水温在25℃以上的温泉總數為2796處，其中有2004處分佈在我國中西部地區。我國中西部地區擁有温泉資源的市縣數為455個，佔全國市縣總數(681個)的三分之二。藏南、滇西及川西地區的温泉數1140處在全區温泉總數(2004處)的二分之一以上。

由於中西部處在不同的大地構造環境下，分佈在板緣高温地熱帶和板內中低温地熱帶的温泉，因區域構造、熱背景、熱源性質以及水文地質條件等不同，地表地熱顯示類型、温泉的温度、礦化度和水化學特徵等，都有着顯著的差異。 ^[1] 

盆地型地熱資源。全國面積在10萬平方公里以上的中、新生代沉積盆地有9個，其中，有5個分佈在我國的中西部地區，即鄂爾多斯盆地、四川盆地、柴達木盆地、準噶爾盆地和塔里木盆地等。我國中西部還分佈有如汾渭、銀川、昆明、西寧等面積較小的新生代沉積盆地。由於中西部大部分地區處在歐亞板塊內部，構造活動性較弱，並具有低熱背景，因此，在盆地深部，多形成沉積盆地型中低温地熱資源。 ^[2] 

隨着我國向西部轉移的戰略目標的實施，中西部地區的地熱工作已逐步得到加強，並已取得顯著進展。在地熱發電、採暖、温室、養殖、康復醫療、提取化工原料、旅遊以及瓶裝礦泉水等方面已獲得廣泛利用。

對於地熱能的利用，包括將低温地熱資源用於浴池和空間供熱以及用於温室、熱力泵和某些熱處理過程的供熱，同時還可以利用乾燥的過熱蒸汽和高温水進行發電，利用中等温度水通過雙流體循環發電設備發電等，這些地熱能的開發應用技術已經逐步成熟，而且對從乾燥的岩石中和從地熱增壓資源及岩漿資源中提取地熱能的有效方法進行研究可以進一步提高地熱能的應用潛力，但是地熱能的勘探和提取技術還有待改進。

發達國家在對地熱能的利用方面已經獲得了較好的經濟收益。利用地熱進行供暖，既緩減能源壓力，同時將很大程度地減少由燃油和煤炭供暖所造成的空氣污染。在全球國家中，德國始終積極發展本國的可再生能源。目前德國是全球利用風能最多的國家，風力和太陽能發電已經迅速地發展，但基於環保因素的考慮，德國又在積極開發地熱資源，並大力興建地熱發電廠，從地層深處汲取攝氏98度的熱水進行發電。研究表明，利用地熱發電的總潛力相當於德國年需電量的600倍，另外還有相當於需求量1.5倍的供暖潛能。而法國也在根據熱幹岩石的原理建造發電站，並生產出巨大的電能以滿足經濟發展與生活的需求。 ^[2] 

我國擁有150℃以上的高温温泉區近百處，集中分佈在藏南、滇西和川西地區，成為我國開發利用高温地熱能資源最有遠景的地區。著名的羊八井地熱田是我國興建的第一座地熱電站，自1977年9月建成試驗發電以來，裝機容量已達25.15兆瓦，佔拉薩電網總裝機容量的41.5%，在冬季枯水季節，地熱發電量佔拉薩電網的60.0%，成為其主力電網之一。

我國地熱採暖有很大的增長，尤其在北方，如北京、天津、大港、任丘、大慶、西安、咸陽、開封等地，取得了良好效果，既節約了常規能源，又減少了環境污染。

我國中西部大部分地區屬農業區 ^[2]  ，無論是山區或平原地區，地熱資源均十分豐富，為地熱在農牧副漁等方面的廣泛利用提供了優越的資源條件。地熱資源已有效地利用於温室種植(蔬菜、花卉等)、水產養殖、禽類孵化等方面，效益顯著。 ^[2] 

我國中西部地區地熱水中含有許多貴重的稀有元素、放射性元素、稀有氣體和化合物，如：溴、碘、硼、鉀、氦、重水和鉀鹽等，是國防工業、原子能工業、化工工業及農業不可缺少的原料。僅在化工工業和輕紡工業等方面獲得較好的利用。

由於地熱水具有較高的温度、特殊的化學成分、氣體成分、少量生物活性離子以及放射性物質等，並在一些地熱區形成礦泥，對人體具有明顯的醫療、保健作用，用於醫療、保健早為人們所關注。我國中西部的許多地區既擁有醫療礦水資源，又擁有温泉旅遊觀光資源，不少已成為著名的礦泉旅遊療養勝地，如陝西省臨憧的華清池、河南省的汝州、內蒙古自治區的阿爾山等地，均在温泉區建有療養院。

我國中西部地區的許多熱礦水中，含有鋰、鍶、溴、碘、鋅、硒等微量元素和碳酸氣等，已分別達到我國飲用天然礦泉水國家標準，有的不只單項達標，而是多項達標，對人體具有良好的醫療保健作用。礦泉飲料業已取得一定進展，效益顯著。 ^[2] 

地熱資源對於中西部寶貴的地熱資源，要合理開發利用。

第一，加強前期地質論證工作，提高鑽井成功率。各地地質隊伍採用先進技術方法進行綜合勘查，綜合解釋，切實開展前期地質論證工作，在進行充分論證的基礎上，確定探採結合的地熱井井位。實踐表明，在石油部門打過油氣探井的地方打地熱井，成功率較高。而在一些地方，由於地質構造複雜，勘查技術手段有限，致使鑽探工作失利，大量資金流失。就地熱勘探工作的發展勢頭看，各地地熱井越打越深，不僅在地熱異常區打井，在非異常區也打井，風險很大。因此，為提高鑽井成功率，最大限度地減少鑽探風險，做好前期地質論證工作取得必要的地質依據，是十分重要的。 ^[2] 

第二，發展地熱資源的直接利用和梯級利用。如前所述，我國中西部的大部分地區地熱資源豐富，類型齊全，分佈廣泛，且多為中低温。高温地熱資源僅分佈在藏南、滇西和川西地區。因此，在我國中西部地熱資源的開發利用方面，以發展中低温地熱資源的非發電利用，即直接利用為宜，如在紡織、印染、造紙、熱供水、飲用等方面開展綜合利用。在我國中西部的一些地熱區，地熱採暖後尾水的温度多在30～40℃之間，尚未充分利用就被大量排出，説明資源浪費的現象是較為普遍的。建議按不同温度開展地熱資源的梯級利用，即根據“因地制宜，物盡其用”的原則，發揮資源優勢，減少浪費，提高地熱利用率。 ^[1] 

第三，發展高温地熱資源的非電利用。對一些高温温泉、沸泉以及間歇噴泉來説，發電利用並不是地熱開發利用的唯一方向。比如間歇噴泉，它是在特定的地質構造背景下形成的，在世界範圍內僅發現數處，如美國黃石公園的老實泉、冰島大噴泉以及我國藏南的搭各加、谷露、查布和川西的熱坑(茶洛)等，均屬十分罕見的奇特景觀。發展上述地熱景觀的非電利用，對於保護這類自然“瑰寶”更具有深遠意義。

第四，合理開採，有效保護，實現地熱資源的可持續開發。地熱資源是可再生的能源資源，同時又是有限的資源，其補給的過程是極其緩慢的。在我國中西部的一些地熱田，如羊八井、西安、昆明、鄭州等地，由於過量開採而引起水位持續下降，有的地方已導致資源枯竭，嚴重影響到地熱田的壽命。為保持地熱井水量和水壓的穩定及防止地熱尾水對環境的影響，一方面要加強管理、採取限量打井、限制開採量等措施，合理開採、有效保護，另一方面，需結合地熱田具體條件，反覆進行回灌試驗取得可靠參數，以確保地熱資源的可持續開發。

我國中西部地區地熱資源類型齊全，分佈廣泛，但經國家正規勘查評價的地熱區僅為其中一部分，可望今後在地熱資源勘查開發與利用方面獲得地方政府和個體開發商更大的支持和更多的機遇，使這一寶貴資源在國家發展經濟中發揮更大作用。 ^[3] 

地熱資源世界上最古老的能源之一。據測算，地球內部的總熱能量，約為全球煤炭儲量的1.7億倍。每年從地球內部經地表散失的熱量，相當於1000億桶石油燃燒產生的熱量。

地球本身象一個大鍋爐，深部藴藏着巨大的熱能。在地質因素的控制下，這些熱能會以熱蒸汽、熱水、乾熱巖等形式向地殼的某一範圍聚集，如果達到可開發利用的條件，便成了具有開發意義的地熱資源。

地熱資源按温度可分為高温、中温和低温三類。温度大於150℃的地熱以蒸汽形式存在，叫高温地熱；90℃—150℃的地熱以水和蒸汽的混合物等形式存在，叫中温地熱；温度大於25℃、小於90℃的地熱以温水（25℃—40℃）、温熱水（40℃—60℃）、熱水（60℃—90℃）等形式存在，叫低温地熱。高温地熱一般存在於地質活動性強的全球板塊的邊界，即火山、地震、岩漿侵入多發地區，著名的冰島地熱田、新西蘭地熱田、日本地熱田以及我國的西藏羊八井地熱田、雲南騰衝地熱田、台灣大屯地熱田都屬於高温地熱田。中低温地熱田廣泛分佈在板塊的內部，我國華北、京津地區的地熱田多屬於中低温地熱田。

最近兩年，在中國的東北高緯度寒冷的大慶地區和西北乾旱的寧夏銀川地區開展了地熱勘探和開發利用工作，巨大的盆地型地熱資源已被證實。在中國的西南邊陲地區雲南騰衝近代火山地區也開展了以動力開發為主的高温地熱勘探工作，為擬建單機10MW以上電站提供資源參數，在首都北京市區鑽取到88℃地熱流體，為減輕城市環境污染作出貢獻。 目前，地熱產業化已初具規模，國家正在制訂2001—2010年新能源和可再生能源產業規劃，“十五”清潔能源科技發展計劃。地熱開發規模和科學技術將以嶄新面貌迎接21世紀。

我國是地熱資源相對豐富的國家，地熱資源總量約佔全球的7.9%，可採儲量相當於4626．5億t標準煤。我國的高温地熱資源(熱儲温度≥150℃)主要分佈在藏南、滇西、川西以及台灣省，環太平洋地熱帶通過我國的台灣省，高温温泉達90處以上；地中海喜馬拉雅地熱帶通過西藏南部和雲南、四川西部。西藏高温熱田主要集中在羊八井裂谷帶，其中藏南西部、東部及中部約有108個高温熱田，構成中國高温熱田最富集的地帶；雲南是全國發現温泉最多的省，高温熱田主要分佈在怒江以西的騰衝-瑞麗地區，約2O處；川西分佈着8個高温地熱區，為藏滇高温地熱帶的一部分。我國主要以中低温地熱資源為主，中低温地熱資源分佈廣泛，幾乎遍佈全國各地，主要分佈於松遼平原、黃淮海平原、江漢平原、山東半島和東南沿海地區，其主要熱儲層為厚度數百米至數千米第三系砂岩、砂礫岩，温度在40～80℃左右，已發現全國共有地熱温泉3000多個，其中高於25℃的約2200個。從温泉出露的情況來看，我國主要有四個水熱活動密集帶：藏南-川西-滇西水熱活動密集帶；台灣水熱活動密集帶；東南沿海地區水熱活動密集帶；膠東、遼東半島水熱活動密集帶。從地質構造上看，我國地熱資源主要分佈於構造活動帶和大型沉積盆地中，主要類型為沉積盆地型和隆起山地型。 ^[2] 

我國地熱資源的利用歷史悠久，但真正大規模勘查和開發利用始於20世紀70年初期,尤其是20世紀90年代以來，在市場經濟需求的推動下，地熱資源的開發利用得到更加蓬勃的發展。隨着社會經濟發展、科學技術進步和人們對地熱資源認識的提高，出現了地熱資源開發利用的熱潮,平均每年以12%的速度增長，截至2005年底，全國每年直接利用的地熱提供資源量已達44570萬m3，居世界第一位，至2010年預計年開採地熱水總量可達到900×106m3，開採利用的熱量摺合標準煤約495×104t/d。我國地熱資源開發利用在供暖、供熱水、醫療保健、洗浴、娛樂、温室、種植、養殖及工業應用等方面均達到一定規模，其中供熱採暖佔18．0%，醫療洗浴與娛樂健身佔65.2%，種植與養殖佔9．1%，其他佔7．7%，初步形成了有我國特色的地熱產業。但目前我國地熱開發利用仍處於初級階段，地熱在能源結構中佔的比例還不足0.5%。 ^[1] 

通過地質調查，全國已發現地熱異常3200多處，其中進行地熱勘查的並已對地熱資源進行評價的地熱田有50多處。全國已打成地熱井2000多眼。 發現高温地熱系統255處，經過評估總髮電潛力5800MW·30a，主要分佈在西藏南部和雲南、四川的西部。在西藏羊八井地熱田ZK4002孔，孔深2006m，已探獲329.8℃的高温地熱流體。 發現中低温地熱系統2900多處，據調查，總計天然放熱量約為1.04×1014kJ/a，相當於每年360萬噸標準煤當量。主要分佈在東南沿海諸省區和內陸盆地區，如松遼盆地、華北盆地、江漢盆地、渭河盆地以及眾多山間盆地區。這些地區1000—3000m深的地熱井，可獲80—100℃的地熱水。

中國地熱資源按其屬性可分為三種類型 ^[4]  ：

①高温（〉150℃）對流型地熱資源，這類資源主要分佈在西藏、騰衝現代火山區及台灣，前二者屬地中海地熱帶中的東延部分，而台灣位居環太平洋地熱帶中。

②中温（90-150℃）、低温（〈90℃）對流型地熱資源，主要分佈在沿海一帶如廣東、福建、海南等省區；

③中低温傳導型地熱資源

地熱開發與利用

最近5年，地熱能的直接利用發展很快，尤其是地熱供熱、温泉療養、遊樂等發展迅速，規模不斷擴大，如在北京小湯山和河北省雄縣等地均建立了温泉旅遊療養基地，在南方的湖南汝城縣熱水鎮建立了以種植、養殖和培育良種的綜合示範基地。 高温地熱發電進展緩慢，主要原因是：在西藏、雲南的高温地熱分佈區，其水能資源也非常豐富，當地熱衷於建造10—20MW的逕流式小水電站，而對建造地熱電站，實施多能互補的認識不夠。但是，無論如何當地小水電站都是季節性的，每年只在豐水期發電3000—4000小時，而枯水季節則不能滿發或停發。為改變枯季缺電現狀，地熱專家提出地熱發電與小水電聯合調度、優勢互補方針，得到了共識，今後地熱發電仍會穩步增長

從資源量和開發量來説，美國都是全球最大的地熱大國。由於普遍重視收益性，開發週期較短的風力及太陽能比較引人注目。但是作為可再生能源，地熱擁有相當長的歷史。並且，地熱可作為基礎電源實現穩定供給，這一方面重新得到認識，因此地熱開發活躍起來。 ^[5] 

關於美國地熱發電的情況，我們可以看看美國地熱能協會（GEA：Geothermal Energy Association）2012年4月公佈的報告。從2010年1月到2012年3月開發了5處地熱發電，共計9萬千瓦。這樣一來，美國地熱發電總量達到了319萬千瓦（資料1）。這相當於2010年耗電量的3%。目前共有9個州進行着地熱發電，按照量的降序，依次為加利福尼亞、內華達、夏威夷、阿拉斯加、猶他、懷俄明、愛達荷、俄勒岡、密西西比，其中加利福尼亞佔82%，內華達佔15%。 ^[5] 

隨着地熱資源利用領域的拓寬和社會需求的增加會給人們的生活帶來越來越多的好處 ^[6]  ，但是人們對地熱資源的綜合利用價值和產業化開發利用的意義認識不足，將地熱混同於一般的礦產資源或水資源。一些地熱資源豐富的地區未能建立有自己特點的地熱產業，使寶貴的地熱資源開發停留在低層次、低效益的水平上，且資源浪費現象嚴重，相當一部分地區天然的温泉沒有充分利用，被白白浪費；一些開發商對地熱資源的特點認識不清，造成地熱資源得不到合理開發和有效保護。地熱資源是在特定的地質、構造、水文地質條件和水文地球化學環境條件下形成的，由於埋藏深，補給途徑遠，再生能力弱，其資源量是有限的，並非取之不竭。要保持其資源的長期連續穩定開採，做到有計劃合理開發利用，防止盲目無序隨意開採造成資源浪費和環境地質問題的發生，否則就會造成資源的快速枯竭。為實現可持續開發利用的目的，在開發中，要採取行之有效的措施，建立資源利用中心的高教低耗體系，要積極推廣應用高新技術與設施，提高地熱開發的科技含量，發展節約型、效益型的開發利用模式，努力提高地熱利用率，減少資源浪費，使地熱創造更高的社會、環境、經濟效益。

地熱資源的開發利用可能產生的環境問題是多方面的，主要有水污染、熱污染、空氣污染、土壤污染、地面沉降等。地熱開發利用過程中，必然向大氣和水體排放大量的熱量，造成周圍的空氣或水體温度上升，影響了周圍環境和生物的存活生長，破壞了水體的生態平衡；地熱資源的開發利用過程中，熱流體中所含的各種有害氣體和懸浮物將排入大氣中，造成空氣污染；含鹽量較高的地熱水排入農田將侵蝕土地、破壞植被，會造成嚴重的土壤板結和鹽鹼化，同時地熱水中，不同程度的含有氧、鈾及釷等放射性元素，對人體健康有不同程度的危害；長期地熱流體開採而不回灌，將導致地面的沉降和水平位移。所以，地熱開發利用過程中引起的環境問題是不容忽視的，對於這些問題我們只要正確認識，給予必要的重視，且積極、認真的研究，採取各種有效的技術措施，嚴格監測和防治，是可以解決和控制的。 ^[2] 

世界地熱大會在印尼巴厘島舉行，其主題是：地熱——改變世界之能源！大會吸引了來自85個國家和地區的2500名代表參加，盛況空前。這從一個側面反映出各國對地熱開發工作的重視。 ^[7] 

地熱資源是可再生能源

作為礦產資源的一部分，地熱資源是高清潔度的可再生能源。以國內北方的地熱井使用為例，一口地熱井用於冬季供暖與綜合開發，平均每年可節約用煤3000噸，減排二氧化碳6000立方米，減排二氧化硫37噸，減少灰渣量943噸。因此，這幾年，國內外正掀起新一輪的地熱資源利用高潮 ^[3]  。

專家告訴記者，目前利用地熱能主要分為高温地熱和中低温地熱。尤其是中低温地熱用途十分廣泛，可用於供暖製冷、醫療保健、養殖、農業温室種植以及工業生產等多個方面。寧波市也有成功利用地熱資源的例子。2005年下半年，寧波海曙區一家公司先後投入400多萬元介入地熱能源中央空調領域，取得了巨大的商機。

“地熱資源，是一個有待開發的寶藏。”一位業內人士表示，加強對地熱資源的勘查、開發、利用，對寧波市發展低碳經濟、節能減排、加快生態建設，有着十分重要的意義。

寧波開發條件優越

上世紀60年代以來，地質、石油、海洋、農業、市政等部門在寧波市相繼開展了區域地質調查、水文地質勘察、地下水温測量、地熱異常調查、地質環境監測等一系列工作。通過地質環境條件分析，寧波市深層地熱和淺層低温能均有開發利用潛力。

從淺層來説，寧波平原、大碶平原、姚慈平原第四紀地層廣泛分佈，厚度50米至120米，巖性為衝海積、衝湖積、粉質粘土、砂礫石等，孔隙度及含水率適中，地下水滲流速度中等，大地平均温度在19℃至21℃。這意味着平原區淺層地熱能具有較好的地質環境條件。

在深層地熱方面，寧波盆地在地質調查和勘察中，多次發現地熱異常。

從浙江省來看，寧波市地熱資源開發最早。1959年，省內第一口36℃的温泉在寧海發現，隨即通過勘探，於1960年建立水温達47℃的熱水井。但令人遺憾的是，目前寧波市唯一在開發利用的地熱資源也就是寧海温泉一家。2010年監測資料顯示，全年地下水開採量為19．76萬立方米，地下水常年水温保持在48℃左右。

全面開展調查評價

摸清寧波市地熱資源家底，是開發利用地熱資源的基礎，也是當務之急。專家建議以城市總體規劃為依據，科學確定重點調查區和一般調查區，廣泛收集以往水文地質、工程地質及地熱地質工作成果，開展工程現狀調查和鑽探、地温測試、抽灌試驗等實物工作，建立地熱資源開發利用數據庫。同時，選擇區域位置比較好的範圍作為勘查“靶區”，探求地熱資源儲量，為編制地熱資源開發規劃提供科學依據。

結合地熱資源條件，以“温”定向，量“熱”開發，建立地熱開發示範基地，積極引導和推進地熱能開發利用的產業化。以中心城區為重點，結合杭州灣新區、東部新城、東錢湖旅遊度假區等重點開發區域，開展不同類型、不同利用方式和規模的典型項目建設示範工程，帶動全市地熱資源的開發利用。 ^[7]