中国石化新星石油地热能源开发

  地热资源,是指在当前技术经济条件下,地壳内可供开发利用的地热能、地热流体及其有用组份,是一种可再生的清洁能源。地热能的储量相当大,据科学家测算,地球内部的总热能量约为全球煤炭储量的1.7亿倍。每年从地球内部经地表散失的热量,相当于1000亿桶石油燃烧产生的热量。全世界的地热储量相当于4948 万亿吨标准煤,其发热量相当于5亿个三峡电站的年发电量。我国地热资源潜力巨大。全国主要盆地常规地热资源储量折合标准煤8530亿吨,年可利用量折合标准煤6.4亿吨;全国地级以上城市每年浅层地温能资源量折合标准煤95亿吨,年可利用量折合标准煤3.5亿吨;大于3000米的增强型地热资源,折合标准煤860万亿吨。这无疑是个巨大的诱惑,如能充分利用起来,将大大缓解能源紧张,可以说地热具有替代能源的潜质。

  地热,这个古老的新能源,成为中国石化优化产业结构实现可持续发展的又一法宝。中国石化早在1998年就已经进入地热领域进行探索。一如珍惜油气资源一样,采取"在保护中开发、在开发中保护"的原则,把地热水从2000到3000米深的地球深处开采出来,采用先进工艺,取热不取水,把换热后的地热水回注到地下,形成可持续开采的良性循环。

  雄县地热开发项目由中国石化集团新星石油公司下属控股公司陕西绿源地热能源开发有限公司实施。该公司是新星石油公司与冰岛恩莱克斯公司共同投资组建的中外合资企业,成立于2006年12月,公司依托中冰双方股东在资金、技术、品牌等方面的优势,致力于中国地热资源的产业化开发和发展。目前已在陕西、河北、山东等三个区域成功进行地热资源综合开发利用工作,累计实现供暖面积600万平方米,是目前国内最大的常规地热资源开发利用企业。

  一、雄县地热资源情况

  雄县位于河北省中部,北距首都108公里,东距天津100公里,西距保定70公里,东西长26 公里,南北阔25.5 公里,总面积524 平方公里,耕地56万亩,人口33.6万。雄县地热资源丰富,具有储量大、埋藏浅、水温高、水质优等特点。

  雄县地热分布区属于牛驼镇地热田。牛驼镇地热田是华北地区地热资源条件最为优越的地热田,涉及雄县、固安县、永清县和霸州市,总面积约640 km2。雄县的地热田覆盖面积约320 km2,占整个地热田面积的50%,占县域面积的60%。雄县地区第三系热储和蓟县系雾迷山组热储直接接触,其中第三系热储顶面埋深在450-520m,地热水温度在45-58℃,单井出水量在50-80m3/h;雾迷山组热储顶面埋深在最浅不足1000m(浅牛1井,井深534m,井口水温75℃),地热井出水温度66-86℃,单井出水量100m3/h左右。雄县地热水的水质良好,含有偏硅酸、氟等一系列对人体有益的微量化学组分,属于偏硅酸、氟型温泉水。

  尽管雄县素有"中国温泉之乡"的美誉,地热资源丰富,但在陕西绿源公司进驻前其冬季供暖主要采用燃煤锅炉的方式,对空气和环境污染严重。其局部零散地热供暖也由于没有统计规划、布井不合理、重效益轻保护、没有进行回灌造成资源的极大浪费,使得当地地热水位呈现急剧下降趋势,到2009年7月,地热水位已经下降了近70米。雄县政府意识到问题的严重性,保护好,利用好地热资源成为雄县政府发展地方经济的头等大事。雄县政府保护性开发地热资源、建设"无烟城",为百姓造福的理念,与新星公司科学开发地热资源、实现节能减排、努力践行社会责任的发展战略高度一致,双方于2009年8月签订了排他性的战略合作协议,避免了地热市场的无序竞争和资源的浪费。

  二、企县合作后地热资源开发情况

  (一)雄县项目进展情况。

  陕西绿源公司本着"科学开发、环境友好、资源节约、技术先进"的宗旨,按照"整体规划、分步实施、综合利用、良性发展"的原则,对雄县12.1平方公里城区进行整体规划,科学划分区域、整体布局,通过钻凿新的生产井、回灌井,收购、整合原有地热井,建立了多井集输、井站联网、采灌集合、综合管理的集中联网式区域供热系统。

  截止目前已累计完成项目投资2.1亿元人民币,拥有地热井39口(回灌井15口),拥有热交换站17座,累计敷设城区地热管网43.8千米,实现供暖面积近250万平方米,占城区供热面积的90%以上。目前雄县县城内已完全拆除2吨及以上锅炉,空气质量明显改善。据社会效益经测算,年可节约标煤15万吨,减排二氧化碳40万吨,相当于植树86万棵。由于地热资源的科学开发利用,雄县基本实现了"无烟城"的目标。

  (二)地热技术应用

  陕西绿源公司入驻雄县以来,采用了一系列新技术、新工艺。其中主要有热交换、集输、梯级利用、深浅层地热能利用、智能监控系统、地热尾水及综合利用等。

  1、地热水交换技术。地热水矿化度比较高,采用地热水直供方式,对采暖管网的腐蚀比较严重。陕西绿源公司地热水换热技术,地热水通过热交换器将热能传递到另一侧的采暖管网,地热水采灌系统和供暖软化水循环系统独立运行,有效解决了管网及末端腐蚀问题,为大规模回灌创造了条件。公司先后建设了盛唐国际、滨河新区、山水太阳城等新建小区集中供热项目,同时,在县政府的大力支持下,先后整合收购了62万平米采用"直采直排"方式供暖的老城区供暖面积,并逐步进行了改造,城区老式供热系统改造率达85%。

  2、梯级利用技术。针对传统的暖气片采暖和新建的低辐射采暖不同的采暖系统,陕西绿源公司实行地热能的梯级利用。地热水第一次交换,为传统的暖气片采暖系统供热,第二次交换,为地辐射采暖系统供热,第二次交换后的地热水再经过热泵,又一次提热,为地辐射采暖系统供热。根据用户的不同采暖系统的需求,采取相应技术、设备,分级、分层次利用地热能,使地热能利用效率最大化。由于在雄县采用了地热水梯级利用技术、热泵技术等,提高了地热能利用率,大大降低了地热尾水排放温度。

  3.地热尾水回灌。陕西绿源公司在雄县取得了地热尾水回灌的重大突破。所有新建项目均采取"采灌均衡,间接换热"的先进工艺模式。通过热交换技术将换完热的地热尾水在密闭状态下通过回灌管线回注到1500米的地下,做到了"取热不取水",实现地热资源可持续利用。目前,雄县区域地热开采成井深度一般在1500-1800米左右,取水层基本在1000米以下,为蓟县系雾迷山组。回灌井与采水井在成井工艺、成井深度及井身结构方面完全相同,实现了100%同层回灌。在对井一采一灌的基础上,目前已实验成功了两采一灌。2011-2012年供暖季,钻成回灌井15口,实现采灌同步。经监测,雄县在陕西绿源公司进驻后,经过两个采暖季的地热尾水回灌,雄县城区范围内的地热水水位下降趋势已开始明显趋缓,由原来的每年下降6-7米减缓到目前2-3米,回灌效果进一步显现。

  三、雄县模式及其示范推广

  在股东单位、保定市以及雄县各级政府的支持和关怀下,公司与雄县政府精诚合作,互惠双赢,成功开创并打造了地热资源开发"政企合作"的新模式。"雄县模式"概括为:

  (一)政府负责任的大型企业,通过排他性开发地热资源的方式和间接供热、采灌结合的技术模式,实现了整体规划、保护资源、科学开发的目标,为当地地热资源的可持续开发和经济发展创造了重要条件。

  (二)通过科学开发地热这种绿色能源,实现了节能减排目标,改善了生态环境,服务于当地百姓,并且提升了百姓的生活品质。

  (三)通过政府的大力支持和政策扶持,保证了开发地热水供暖这种初始投资大、回报期长、微利性和社会公益性明显的产业实现良性发展的目标。

  (四)采用先进的资源评价、节能集输、地热换热、梯级利用、智能监测、尾水回灌和综合利用等技术实现地热能效用最大化和地热资源开发过程的清洁环保、节能高效。

  (五)充分发扬大庆精神和"三光荣"精神,艰苦奋斗,以造福百姓为己任,"受冻我一个,温暖千万家",在短短三个月内实现当年进驻、当年建成、当年供热的同时,确保了工程质量和供暖质量,得到当地政府的高度赞扬。

  "雄县模式"以其独有的优势逐渐显现出他的样板示范作用,增强了各地政府与股东单位的合作信心。先后吸引了河北衡水,山东商河、乐陵、临邑、东营、滨州,黑龙江大庆市,辽宁盘锦市等各地的政府考察团,也受到了国家部委和各级政府的重视和支持,国土资源部、河北省发改委等各级领导均前来考察指导工作。在河北省乃至全国具有很好的典型性和示范作用。2011年10月14日,中石化集团新星公司与保定市14县区(市)签订地热开发利用战略合作框架协议。"雄县模式"进一步彰显它的引领示范作用。前不久,中央电视台国际频道录制节目《城市1对1》,将雄县模式与世界地热利用水平最高的冰岛雷克雅未克市对比,进行了详细的宣传推介。继陕西绿源在雄县和容城取得排他性开发地热资源外,保定市辖区的安国、博野、安新等6县市也在与陕西绿源公司对接合作事项。

  2012年4月20日,温家宝访问冰岛期间与冰岛总理共同见证了中冰双方《关于扩大地热资源开发规模、业务及合作的框架协议》的签署,将为地热资源在全国的科学开发、可持续利用提供了新的历史机遇,必将对我国发展绿色低碳经济和节能减排工作起到良好的促进作用。陕西绿源公司将认真履行"绿色低碳"战略的要求,努力把合资公司建设成集技术研发、应用为一体的世界一流公司与技术供应商,为低碳环保、增加就业和提高人民生活水平作出新的积极的贡献!