深層地熱

深層地熱資源是“熱、礦、水”三位一體的資源，同時也是潔淨的環保型能源，

可廣泛應用於發電、供熱供暖、醫療保健、温泉洗浴、種植養殖、旅遊和房

地產開發等領域。地熱資源是可再生資源，同時也可綜合循環利用，具有無

污染、開發利用方便(直接利用)、開發價值高等特點，對提高城市品位、改

善城市環境、能源結構調整和改善人們的生活條件具有重要的意義，同時也

可取得顯著的經濟效益、社會效益和環境效益。從地學研究方面可以準確了

解地區的地層、構造、水化學類型等，為戰略性地質工作和城市的發展提供

科學依據。 ^[2] 

深層地熱能包括地下深度200～3 000m的地熱能及地下深度3 000m以

上的乾熱巖所具有的熱能，温度範圍25～150℃的來自深部地層的熱水及

150℃以上的乾熱巖，是地球本身放射性元素衰變產生的熱能，主要是由地

殼深部開鑿出的“熱、礦、水”i位一體組成的極為寶貴的自然資源．具有穩

定、連續、利用效率高等優勢，是一種清潔可持續利用的能源。其温度較高．

主要用於發電、供暖等生產、生活目的，技術已基本成熟。歐美國家有很多

用於發電，我國則多用來直接供熱，這種地熱能品位較高，但受地理環境及

開採技術與成本的影響，受限較大。近年來，由於能源緊缺及環境問題的日

益凸顯，在未來能源供應與二氧化碳：減排上具有巨大潛力的深層地熱資

源，受到世界各國高度重視。

取自中深層的熱水温度範圍為25～150℃，應根據實際取出熱水的温度高

低．選擇不同的應用技術，主要有直接利用地熱水供熱技術、地源熱泵技術、

吸收式熱泵技術及增強型地熱系統。其中直接利用的場合，應採用梯級利用，

即地熱水按照用户需要的供熱水温，温度由高到低，分別與用户需求對應。

直接、間接利用的地熱尾水，可以再利用地源熱泵或者第二類吸收式熱泵技

術。提高地熱尾水温度，用於供熱。 ^[3] 

深層地熱的利用可分為地熱發電和直接利用兩大類，而對於不同温度的地熱

流體可能利用的範圍如下：

（1）200～400℃直接發電及綜合利用；

（2）150～200℃雙循環發電，製冷，工業乾燥，工業熱加工；

（3）100～150℃雙循環發電，供暖，製冷，工業乾燥，脱水加工，回收鹽類，罐頭食品；

（4）50～100℃供暖，温室，家庭用熱水，工業乾燥；

（5）20～50℃沐浴，水產養殖，飼養牲畜，土壤加温，脱水加工。

許多國家為了提高地熱利用率，而採用梯級開發和綜合利用的辦法，如熱電聯產聯供，熱電冷三聯產，先供暖後養殖等。

1973年，美同同家實驗室和能源部在Fenton Hill開始了乾熱巖發電技術

試驗。1974年．建立了乾熱巖流水循環試驗。在隨後的時間裏進行了大量的

現場大規模的循環試驗．提高了儲注水的回收率。美國的深層地熱能集中

在加里福尼亞州、愛達荷州、俄勒岡州、新墨西哥州，以西部為主。用於供

暖的以俄勒岡州的克拉馬斯弗城(Klamath Falls)和俄勒岡工學院為主．當

地地熱井800~900m深度即可打出90℃的地熱水。其利用方式有兩種：一種

是用生產井和回灌井配套的開式有回灌的地熱水直接利用系統，尾水使用熱

泵進一步提升温度再利用；另一種是設置井下換熱器。不把地熱水引出來，

僅僅用它的熱量。美國全國的深層地熱絕大部分用於温室種植、農業、漁業

以及經過換熱後使用的高温泡澡池和馬路便道融雪。

美國對於深井的地下資源，採取嚴格的保護措施，各州都有相關的環境

保護法規；除了回灌外，多采用換熱器取熱。很少直接把地熱水用掉，也不

直接使用地熱水洗浴。

法國的地熱資源以≥50℃的深水層地熱水為主，主要集中在巴黎盆地和

西南部的阿基坦盆地。井深約2 000m。法國以供水井和回灌斜井形成“成對”

出現的“對井”而著稱。兩口地熱井在地面上相距10m，但是在地下，可以相

距400～1000m。

德國地理位置位於北緯約50℃。，以採暖為主，深層地熱能主要儲藏在德國

北部的沉積岩盆地、南部的磨礫層盆地及萊茵斷層盆地等五大盆地；德罔的

地熱利用的特點是建立相對集中的大型供熱站。截至2002年．已有9個集中

供熱站，其地熱井深度為1 100～2 400m不等，總供熱量136MW，用於採暖、

理療和温室加熱等。德國使用的供熱中，85%的全年供熱量是用地熱。另外

15%的熱量採用由石油或燃氣燃燒器組成的輔助熱源，來解決峯值供暖

負荷。

1986年，德、法兩國聯合在Souhz開展了巖體熱能利用項目。經歷了

三個階段的實驗研究，到2008年，獲得了該區大量的地球物理數據及地温資

料；對不同地層不同深度壓裂的排量進行規律總結，並建立科學先導性裝置；

獲得了裂縫系統尺寸、井產量、流動阻力和流體損失等方面的成果；開發和

試驗耐高温的生產泵及電裝置的基本設計、安裝引。

冰島在長期利用地熱過程中，摸索出一套科學高效的使用方法：從地熱

井中抽出高温熱水和蒸汽，經分離後，蒸汽帶動渦輪機發電．作為第一使用

階梯；高温熱水將引入的低温地表水(多為湖水)加熱至80℃左右後輸入市

區，供民居和游泳池採暖和融雪之用，為第二使用階梯；冷卻後的地熱水含

有大量對人體有益的礦物質，引入温泉療養區用於洗浴保健．發展旅遊，形

成第三使用階梯；此後的地熱水温度依然較高，經處理後通常用於綠色温室

或魚苗養殖廠供暖，從而形成第四使用階梯。地熱能還廣泛用於温室

種植養殖業、工廠烘乾、雪融化、洗浴與旅遊服務等諸多產業。

我國地熱利用以中低温地熱(<150℃)開發和直接利用為主．熱能利用

總量持續20年保持世界第一。我國在增強型地熱系統(EGS)領域的前期投

人不足，乾熱巖勘探、開發、示範工程尚未開展，未形成同家層面的十熱巖

技術研發基地和裝備條件。在利用二氧化碳作為工質流體的地熱利用領域還

處於基礎研究階段。 ^[3] 

2016年7月6日，由陝西省發改委、西安交通大學、中石化綠源地熱能開發有限公司共同舉辦的“西安-咸陽深層地熱開發研討會”在西安舉行。 會上，西鹹新區灃西新城介紹了新城發展和城建情況，中石化綠源地熱能開發有限公司黨委書記高小榮介紹了公司推進中國西部創新港新能源集成系統開發利用方案，西安交通大學教授黃少鵬介紹了西安交大深層地熱能源中心的設想，曹耀峯院士作了題為《重新認識地熱在我國經濟新常態下的作用》的報告。 另外，在與會有關領導和專家學者的共同見證下，公司與西安交通大學簽訂了《地熱開發合作意向書》，公司總經理王曉毛和西安交大全球環境變化研究院副院長李旭祥在協議書上簽字。

2012年7月13日，山西省發改委、山西省可再生能源協會、山西雙良可再生能源集團公司聯合舉行的“‘中國——波蘭’深層地熱發電及供熱、地下煤炭氣化發電及供熱山西項目推進會”在太原召開，會議透露未來幾年，山西省將在太原、朔州等市建設深層地熱發電及供熱項目或者地下煤炭氣化發電及供熱項目。 深層地熱發電及供熱是應用高新技術將地下6000米—10000米的乾熱巖熱能取至地表，進行發電和供熱。這種深層地熱是取之不盡、用之不竭的可再生能源，是新型清潔能源。