地勘人員要有活干了，深層地?zé)衢_發(fā)大有可為！

時(shí)間：2018-12-19 來源：

地?zé)豳Y源是一種新型能源，它具有清潔環(huán)保、可再生、可循環(huán)利用等特點(diǎn)。當(dāng)前正值北方地區(qū)冬季供暖期，按照國務(wù)院今年6月27日印發(fā)的《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃》提出的“宜電則電、宜氣則氣、宜煤則煤、宜熱則熱”的原則，要在有條件的地區(qū)因地制宜選擇清潔供暖方式，全面推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型，加強(qiáng)地?zé)豳Y源的開發(fā)與利用成為題中應(yīng)有之義，而深層地?zé)岷透蔁釒r的開發(fā)卻一直整體進(jìn)展不大。怎么辦呢？本文謹(jǐn)就深層地?zé)崤c干熱巖的開發(fā)與利用談點(diǎn)粗淺的看法。

深層地?zé)崮艿奶攸c(diǎn)

雄安新區(qū)深層地?zé)豳Y源“二元聚熱”成因模式圖圖片來自網(wǎng)絡(luò)

目前，學(xué)術(shù)界一般將地?zé)岱譃闇\層地?zé)岷蜕顚拥責(zé)醿煞N地?zé)豳Y源。深層地?zé)岚ǖ叵律疃?00～3000米的地?zé)崮芗暗叵律疃?000米以上的干熱巖所具有的熱能，溫度范圍90～150℃的來自深部地層的熱水及150℃以上的干熱巖，是地球本身放射性元素衰變產(chǎn)生的熱能，主要是由地殼深部開鑿出的“熱、礦、水”三位一體組成的極為寶貴的自然資源，具有穩(wěn)定、連續(xù)、利用效率高等優(yōu)勢(shì)，是一種清潔可持續(xù)利用的能源。我國中、深層中溫（200米-3000米，90-150℃）地?zé)豳Y源中水熱型地?zé)岬哪芰肯喈?dāng)1.25萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

深層地?zé)崮苁且环N特殊的礦產(chǎn)資源，其功能多，用途廣，是一種清潔的可再生資源。隨著對(duì)地?zé)豳Y源的不斷開發(fā)與研究，深層地?zé)崮軐⒊蔀槔^水力、風(fēng)力和太陽能之后又一種重要的可再生能源。筆者認(rèn)為，在不遠(yuǎn)的未來地?zé)崮軐?duì)于人類的重要性和現(xiàn)實(shí)性將大于其他可再生能源。

目前，國家提出的“深地探測(cè)”計(jì)劃被列入“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃，“深地計(jì)劃”拓展為保證國家戰(zhàn)略優(yōu)勢(shì)的領(lǐng)域作出了部署。深層地?zé)崮艿拈_發(fā)和利用在技術(shù)上已經(jīng)比較成熟，按照我國《地?zé)崮荛_發(fā)利用“十三五”規(guī)劃》提出的發(fā)展目標(biāo)是“十三五”末期，我國要新增地?zé)崮芄┡ㄖ评洌┟娣e11億平方米，新增地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)容量500兆瓦。到2020年，地?zé)峁┡ㄖ评洌┟娣e累計(jì)達(dá)到16億平方米，地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)容量約530兆瓦。2020年，地?zé)崮苣昀昧?000萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，京津冀地區(qū)年利用量達(dá)到約2000萬噸。

筆者認(rèn)為，應(yīng)該站在我國全面建成小康社會(huì)和實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的高度，對(duì)利用深層地?zé)崮苤鸩教娲茉醋鞒鲩L(zhǎng)遠(yuǎn)的規(guī)劃分步付諸實(shí)施。

深層地?zé)嵋瞬捎锰菁?jí)開發(fā)模式

全球有效開發(fā)利用地?zé)豳Y源的國家已達(dá)80多個(gè)，美國、冰島、法國、德國、新西蘭、日本等國家在地?zé)豳Y源開發(fā)利用方面處于世界前列，美國正在實(shí)施的地?zé)崮芮把夭t望臺(tái)研究計(jì)劃，冰島正在實(shí)施的深部超臨界地?zé)崽綔y(cè)計(jì)劃，均取得諸多研究成果。各國通過立法和出臺(tái)激勵(lì)政策積極推進(jìn)地?zé)豳Y源產(chǎn)業(yè)發(fā)展，相關(guān)勘探開發(fā)利用技術(shù)不斷進(jìn)步，超高溫的地?zé)峥辈椤⑸顚拥責(zé)崽綔y(cè)、干熱巖資源開發(fā)等正成為全球地?zé)豳Y源開發(fā)的熱點(diǎn)和制高點(diǎn)。

我國政府高度重視地?zé)崮艿拈_發(fā)利用，相繼出臺(tái)了《可再生能源法》和《地?zé)崮荛_發(fā)利用“十三五”規(guī)劃》等法規(guī)政策，大力支持地?zé)豳Y源產(chǎn)業(yè)發(fā)展，我國的地?zé)嶂苯永昧恳堰B續(xù)多年位居世界首位。自然資源部中國地質(zhì)調(diào)查局按照國家統(tǒng)一部署，積極推動(dòng)地?zé)豳Y源勘查開發(fā)，系統(tǒng)開展了全國地?zé)豳Y源調(diào)查，對(duì)全國水熱型地?zé)崮芎?36個(gè)主要城市淺層地?zé)崮苓M(jìn)行了評(píng)價(jià)，初步估算了全國3-10千米干熱巖型地?zé)崮芑A(chǔ)資源量。2017年在青海共和盆地3705米深度鉆獲236℃的干熱巖，實(shí)現(xiàn)了我國干熱巖勘查的重要突破。未來，自然資源部中國地質(zhì)調(diào)查局將重點(diǎn)對(duì)深層地?zé)崮芎透蔁釒r勘查開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)組織科技攻關(guān)，發(fā)揮公益性、基礎(chǔ)性引領(lǐng)作用。

就像水電開發(fā)一樣，基于深層地?zé)崧裆钤缴钯Y源量越大、開發(fā)難度越大的特點(diǎn)，因此應(yīng)該采用梯級(jí)開發(fā)模式，實(shí)現(xiàn)對(duì)深層地?zé)岬目茖W(xué)合理開發(fā)與綜合利用。其中，直接利用的場(chǎng)合應(yīng)采用梯級(jí)利用，即地?zé)崴凑沼脩粜枰墓崴疁?，溫度由高到低，分別與用戶需求對(duì)應(yīng)。直接、間接利用的地?zé)嵛菜?，可以再利用地源熱泵或者第二類吸收式熱泵技術(shù)，提高地?zé)嵛菜疁囟?，用于供熱?/span>

目前，在中深層地?zé)峒夹g(shù)研發(fā)中，中國科學(xué)院地?zé)嵫芯恐行年P(guān)于地?zé)崮艿闹攸c(diǎn)研究方向包括“地?zé)豳Y源富集理論與大熱田預(yù)測(cè)”、“地?zé)醿?chǔ)回灌增強(qiáng)技術(shù)與可持續(xù)開發(fā)利用”、“深層地?zé)醿?chǔ)探測(cè)技術(shù)與找熱應(yīng)用”。去年，雄安新區(qū)的設(shè)立為華北地區(qū)地?zé)衢_發(fā)提供了經(jīng)典范例。據(jù)介紹，地?zé)醿?chǔ)回灌增強(qiáng)與可持續(xù)開發(fā)利用技術(shù)應(yīng)用最好的范例就是河北雄縣，雄縣的巖溶熱儲(chǔ)條件非常有利。雄縣最大的亮點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化利用和百分之百的回灌，之前該地?zé)崽锼幌陆捣浅？欤ㄟ^回灌實(shí)現(xiàn)了水位基本穩(wěn)定。實(shí)踐表明，雄縣地?zé)崂媚Ｊ绞欠浅３晒Φ摹?/span>

加強(qiáng)深井地?zé)衢_發(fā)技術(shù)研究與應(yīng)用

關(guān)于大型地?zé)崽镱A(yù)測(cè)，華北等地區(qū)廣泛分布大型巖溶地?zé)醿?chǔ)，全國1/3的地區(qū)都不同程度存在這種寶貴的地?zé)豳Y源，具有重要的開發(fā)利用價(jià)值。

目前，在采礦領(lǐng)域大多采用深井高溫巖層隔熱技術(shù)。深井高溫環(huán)境主要是由高溫巖層熱輻射所造成，研發(fā)新型高效的隔熱新材料、新技術(shù)、新工藝，對(duì)巖層高溫?zé)嵩催M(jìn)行隔離，在此基礎(chǔ)上再采用人工制冷降溫技術(shù)等，就會(huì)使井下巷道和采礦工作面取得良好的降溫效果。

中國工程院院士蔡美峰認(rèn)為，要堅(jiān)持深井采礦和深層地?zé)衢_發(fā)相結(jié)合的戰(zhàn)略發(fā)展方向，合理有效地開發(fā)和利用地?zé)豳Y源。“地?zé)岜旧硎且环N天然能源，現(xiàn)在我們只考慮它的負(fù)作用，作為一種災(zāi)害在防控。如果在深部開采過程中采用熱交換技術(shù)，對(duì)巖層中地?zé)豳Y源開發(fā)利用，將深井采礦和深層地?zé)衢_發(fā)相結(jié)合，就能大幅度抵消降溫成本，從而為采礦深井降溫找到一條具有顛覆性的經(jīng)濟(jì)有效的技術(shù)途徑。”

地?zé)崽綔y(cè)技術(shù)是一切地?zé)衢_發(fā)的前提。據(jù)中國石油集團(tuán)測(cè)井有限公司信息管理部經(jīng)理?xiàng)盍纸榻B，該公司利用多種測(cè)井儀器探測(cè)地層溫度、含油氣信息的地球物理測(cè)井技術(shù)，被形象地稱為“地層脈搏的聽診器”。采用先進(jìn)的電子儀器放入鉆井井眼，實(shí)時(shí)測(cè)量、采集豐富的地下信息，然后再經(jīng)過處理、解釋，把測(cè)量信號(hào)反演回地質(zhì)信息的技術(shù)，可以精確地探知深層地?zé)岷推渌V產(chǎn)資源情況。另外，微動(dòng)技術(shù)、電磁法在找熱過程中取得很好的效果，在隱伏巖溶地區(qū)找熱方面也取得了成功。

2017年底，雄安新區(qū)首批3個(gè)深度地?zé)峥碧姐@孔順利開鉆。它是利用全球樣板提供技術(shù)支撐，打造“采灌均衡、深淺聯(lián)用、清潔高效、永續(xù)開發(fā)”的地?zé)豳Y源，是雄安新區(qū)第二階段地質(zhì)調(diào)查工作的主要任務(wù)之一。在第一階段工作結(jié)束后，按照雄安新區(qū)地質(zhì)調(diào)查總體方案要求，將在第二階段進(jìn)一步勘查評(píng)價(jià)地?zé)豳Y源開發(fā)潛力。據(jù)了解，首批施工的地?zé)峥碧娇孜挥谌莩堑責(zé)崽铮饕康氖强辈槿莩堑責(zé)崽锏臒醿?chǔ)結(jié)構(gòu)，評(píng)價(jià)淺部巖溶熱儲(chǔ)采灌均衡條件下可持續(xù)開發(fā)利用的潛力，探測(cè)深層地?zé)豳Y源第二空間。

近年來，萬江集團(tuán)在河南尉氏的地?zé)峁┡?xiàng)目中通過開發(fā)中深層地?zé)崴?，利用梯?jí)技術(shù)將地?zé)崴臒崃刻崛〕鰜碛糜诠┡ㄟ^熱傳導(dǎo)的方式加熱用戶家中散熱設(shè)備用于供暖，并將取熱后的尾水回灌至地下。兩套系統(tǒng)兩路循環(huán)，整個(gè)過程封閉運(yùn)行，取熱不取水。供暖過程零燃燒、零污染、零排放，真正做到了清潔取暖。

推進(jìn)深層地?zé)衢_發(fā)利用的幾點(diǎn)建議

深層地?zé)峋哂匈Y源儲(chǔ)量大、分布廣、穩(wěn)定性好、用途廣泛等優(yōu)點(diǎn)，不受季節(jié)、晝夜變化影響，特別是在我國北方地區(qū)應(yīng)該加快推進(jìn)開發(fā)和綜合利用。近年來，中石化新星公司在深層地?zé)犷I(lǐng)域做了很好的探索和嘗試。該公司副總工程師國殿斌結(jié)合近年來地?zé)衢_發(fā)方面的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，綜合考慮地?zé)豳Y源狀況、市場(chǎng)狀況和國家重大戰(zhàn)略需求，提出了幾點(diǎn)政策建議。

一是要進(jìn)一步加大投入，盡快摸清全國的地?zé)豳Y源家底。加大財(cái)政投入力度，鼓勵(lì)各類社會(huì)資本積極參與，開展全國地?zé)崮苜Y源調(diào)查評(píng)價(jià)。加大對(duì)地?zé)崮芸碧介_發(fā)利用核心關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)的投入力度，加強(qiáng)地?zé)崮軐Ｓ迷O(shè)備和特種技術(shù)的研發(fā)。

二是加大地?zé)崮墚a(chǎn)業(yè)政策扶持。建議將低熱供暖納入供暖行業(yè)支持范圍，落實(shí)地?zé)峁┡髽I(yè)以及相關(guān)設(shè)備和材料制造企業(yè)的財(cái)稅優(yōu)惠政策；重點(diǎn)優(yōu)化地?zé)岙a(chǎn)業(yè)資源稅，鑒于技術(shù)上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)中深層地?zé)崛岵缓乃?，建議免征地?zé)犴?xiàng)目水資源稅，同時(shí)資源稅的收取以扣除回灌量后的用量計(jì)征，因地制宜地建立低熱供暖價(jià)格機(jī)制。

三是理順管理體制機(jī)制，統(tǒng)一立法，綜合利用。地?zé)豳Y源涉及自然資源、水利、能源等多個(gè)部門，目前管理體制有待理順，明確管理主題。應(yīng)盡快出臺(tái)《中國地?zé)豳Y源開發(fā)管理辦法》，加強(qiáng)對(duì)地?zé)衢_發(fā)的事前、事中、事后監(jiān)督管理。

四是加大科技攻關(guān)力度。建議在干熱巖鉆井以及壓裂、砂巖回灌、井下回?zé)岬榷喾矫孢M(jìn)行攻關(guān)和裝備研發(fā)，突破制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸。

總之，地?zé)崾且环N清潔環(huán)保的新型能源，加快對(duì)地?zé)豳Y源的開發(fā)和綜合利用，可有效推進(jìn)北方地區(qū)清潔供暖“熱代煤”的力度和覆蓋范圍，對(duì)助力生態(tài)文明建設(shè)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。雖然當(dāng)前地?zé)衢_發(fā)和綜合利用還面臨著多方面的制約，有技術(shù)方面的，也有政策、價(jià)格和機(jī)制等諸多方面的，相信隨著國家和社會(huì)對(duì)地?zé)豳Y源認(rèn)識(shí)程度的不斷提升和技術(shù)的不斷超越，未來地?zé)嵋欢艹蔀橹匾那鍧嵞茉醋哌M(jìn)尋常百姓家，為進(jìn)一步提高我國清潔能源的使用比例和利用效率，為國家實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型和打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

（作者單位：國家能源局中電傳媒能源情報(bào)研究中心研究員）

來源：中國礦業(yè)報(bào)

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