中国石化地热资源开发总体情况
      中国石化集团公司多年来着力优化能源结构,积极实施绿色低碳战略,倾内部上下游一体化力量,大力推进地热产业发展,积极践行社会责任。

一、地热资源开发的意义

      地热资源是指可经济利用的地热能、地热流体及其有用组分,是一种可再生的清洁能源。具有以下特点:

      地热资源极其丰富。世界上已知高温地热资源主要分布在环太平洋沿岸的地热带,从大西洋中脊向东横跨地中海、中东到我国滇、藏地热带,以及非洲大裂谷和红海大裂谷的地热带。我国常规地热资源以中低温为主,埋深在200~3000米,中低温传导地热资源主要分布在中东部沉积盆地,中低温对流地热资源主要分布在广东、福建等东南沿海,而高温对流地热资源分布在滇川藏及台湾地区。据国土资源部2011年统计,全国主要盆地常规地热资源储量折合标煤8530亿吨,全国地级以上城市浅层地温能资源量折合标煤95亿吨/年,超过3000米的增强型地热资源量巨大。

      地热资源用途广泛。在新能源和可再生能源中,地热资源不受天气、气候等自然条件影响,平均能源利用系数达到73%,远远高于太阳能和风能。经验表明,高温地热资源(150℃以上)主要用于发电,地热电站可作为基本载荷运行;中温和低温以直接利用为主,多用于采暖、烘干、工业、农林牧副渔业、医疗、旅游及日常生活等方面。地热资源可供提取作为溴、碘、硼砂、钾盐、铵盐等工业原料的热卤水和天然化肥水,还是医疗热矿水和饮用矿泉水资源以及生活供水的水源。

      环保优势十分明显。高温地热发电CO2排放量约为120克/度,远远低于燃煤发电(平均936克/度)。与传统的锅炉供暖相比,利用地热供暖的CO2排放量至少可减少50%,若热泵所需电力来自可再生能源,则CO2减排可达100%。地热能源的开发利用,将对CO2减排及减缓全球气候变化发挥重要作用。

      因此,积极开发利用地热资源,对缓解能源资源压力、推进能源生产和消费革命、促进生态文明建设具有重要的现实意义和长远的战略意义,受到了国际社会的广泛重视。许多国家很早就开始对地热开发利用进行研究,尤其在地热发电方面已形成一定的产业规模,并开始重视对地热的直接利用,将地热供暖和制冷产业作为重点投资。国际能源企业如雪佛龙公司、冰岛绿源公司等众多企业越来越重视发展地热产业,将其列入新能源发展规划,投入了大量人力、物力。目前,全球已有70多个国家实现对地热的直接利用,有24个国家开展了地热发电,平均利用系数为73%,绝大部分是高温发电站。由于国外新能源发电享有可观的政府补贴,高温发电领域投资不断增大,中低温发电也得到了快速发展。我国一直是地热能产出利用量最大的国家,主要利用方式为地热供暖制冷、温泉保健、旅游等,地热发电在全球排在第18位。

二、中国石化地热开发的主要成果

      中国石化自1998年开始探索开发地热资源,在地热资源的勘探、开发、利用等领域进行了富有成效的探索和尝试。从2006年起加快地热发展,特别是实施绿色低碳战略以来,本着“科学开发、环境友好、资源节约、技术先进”的宗旨,按照抓资源、抓市场、抓技术、抓管理、抓效益的总体要求,加大资源开发力度,实现了快速发展,现已成为国内常规地热资源(深层)开发利用的最大企业。所属新星石油公司作为以地热开发利用为主的清洁能源公司,获评中国节能减排领军企业。主要取得以下成果:

      1.产业规模不断扩大

      地热开发区域已经扩展到山东、山西、河南、河北、陕西、辽宁、四川、安徽、广东等9个省份。到2012年底,拥有地热井91口(其中回灌井27口),各类换热站56座,供暖能力1000万平方米,约占全国常规地热资源供暖面积的25%。年可节约标煤14万吨,减排二氧化碳38万吨。

      2.基本建立了地热开发技术体系

      几年来,通过自主研发、引进吸收、合作等方式,基本建立了适合中国地热资源开发特点的地热资源选区评价体系、多井集输、梯级换热、综合利用、尾水净化和采灌结合等技术体系。

      (1)地热资源选区评价体系

      初步建立了地热资源潜力评价、新项目优化评估和选区评价的方法与技术。近几年来,利用这套方法和技术相继在河北容城、山东乐陵和河南长垣等地区部署的地热探采井命中率达100%。基本掌握了全国地热资源的分布特征,并初步选定了地热开发有利目标靶区。

      (2)地热钻井成井工艺技术

      针对不同深度、地层、岩性,形成适合不同热储类型的地热钻井成井工艺技术体系。

      (3)地热资源利用系统集成技术

      通过地热梯级利用、热源调峰、蓄能等技术进行系统集成和优化,提高地热资源开发利用效率。目前,已经在雄县和咸阳等地区有效应用。

      (4)尾水处理及矿物提取技术

      地热尾水净化是在难以经济回灌地区,实现地热资源有效开发利用的技术途径。通过《咸阳高含硼地热尾水处理及综合利用先导试验》研究,解决了高含硼地热尾水净化的技术路线,处理后的水质分别达到洗浴水、自来水及纯净水标准。
      在咸阳地热城,日处理600立方米的地热尾水处理装置投入运营。从高含硼地热水中提取纯度大于99%工业级硼酸及硼砂技术已储备。通过膜分离技术,实验室内已将地热水中1-2%的氦气浓度提高至30%。

      (5)地热尾水回灌技术

      灰岩热储回灌技术在雄县已实现100%回灌。砂岩回灌经过喷砂射孔改造,采用不加压回灌,回灌量由原来的30立方米/小时提高到50立方米/小时。

      (6)浅层地热能开发利用技术

      通过热泵手段,从低品位热源中(浅层岩土体、地下水、地表水、地热尾水)提取热能,转化为高品位热能进行利用。目前,已在咸阳、盘锦、长垣、容城、乐陵、商河等地区开展热泵供暖项目,有效增加单井供热能力。

      (7)地热开发利用系统高效运营技术

      通过气候补偿、热平衡调节、自动控制和监测等技术使系统运营更为优化和简便,提高热效率,降低运行成本。目前,已经在咸阳、雄县地区多个地热站实行自动化运营监测。

      (8) 地热水保温及换热技术

      通过开展保温材料、保温材料与管体无缝结合等方面的研究,掌握地热水输送过程中的保温技术,从而降低输送中热损耗;针对不同地区的地热水水质采用不同的换热器设计及材质选择,有效提高换热效率。目前,已经在咸阳、雄县地区多个地热站应用这些先进技术。

      (9)中低温地热发电技术

      已经完成四川甘孜中低温地热发电靶区资源物探工作,正在进行资源评价及发电潜力预测工作。通过对现有发电系统进行优化,拟采用闪蒸-双工质联合发电系统,提高地热资源利用率,增加单位热源的发电量。中高温发电计划在西藏谷露和羊易建立发电示范区。
      (10)干热岩开发技术前瞻性研究

      干热岩是世界地热发电发展的方向。主要通过人工高压注水,水与岩体接触被加热后通过生产井返回地面,进行发电。干热岩的利用存在勘查、资源评价、高温钻井、压裂等技术难点,我国对干热岩的勘查开发利用还是空白。目前正与中科院等相关院所商谈合作,开展前瞻性研究。

      3.成功注册了全球首个地热供暖CDM项目

      经过六年努力,2012年3月成功注册了全球首个地热供暖CDM项目,拥有了可交易的碳资产。雄县地热供暖CDM项目已通过国家发改委核准,PDD(项目设计)文件在联合国气候公约网站挂网公示已经结束。目前正在组织力量开展碳资产管理和碳交易研究。2011-2020年,咸阳产生的总碳减排量为66.8万吨,雄县项目95万吨。

      4.积极发展以节能服务为主要内容的合同能源管理业务

      2012年1月,所属绿源公司获得国家发改委和财政部联合批准的节能服务公司资质,目前正在实施的合同能源管理项目包括河南油田废水余热利用、咸阳中铁二十局基地供暖系统节能改造、中国石油长庆石化助剂厂余热利用等项目。

      河南油田下二门联合站污水余热利用项目,解决了高温热泵、高效换热器及蓄能技术等技术难题,以高效节能的蓄能式热泵系统代替原有燃气锅炉,使难以利用的低品位回注污水余热转化为能够满足“原油外输和掺水”的热源。项目完工后,年可替代天然气487万方,减排二氧化碳5400吨。

      5.成功打造了“雄县模式”

      在雄县的地热开发力度较大,自入驻雄县3年来,已建成地热井42口(回灌井17口)、换热站21座。年回灌量280万立方米,基本实现全回灌。供暖规模已达240万平方米,占城区总供暖面积的90%以上,基本完成了“无烟城”建设目标。与保定市、雄县政府精诚合作,成功打造了地热资源开发政企合作的新模式,即“雄县模式” :

      政企合作,共谋发展。政府与负责任的大型企业合作,通过排他性开发地热资源的方式,实现整体规划、科学开发、保护资源目标,为当地地热资源的可持续开发和经济可持续发展创造更好条件。

      科学开发,造福百姓。通过间接供热、采灌结合等先进技术,科学开发地热资源,实现节能减排目标,改善生态环境,服务当地百姓,提升百姓的生活品质。

      政策扶持,良性发展。通过政府的大力支持和政策扶持,保证地热产业实现良性发展目标。

      6.成功进入国际地热市场

      2012年7月,中国石化集团公司与吉布提共和国政府在京签署《地热资源合作框架协议》。这是中国石化首个国际地热项目,目前已组建项目组,2月底赴现场开展工作。

      7.积极推进地热发电项目

      四川甘孜州地热发电项目已完成野外勘察工作,西藏羊易和谷露项目前期工作正在积极推进。

      8.地热开发利用技术科研攻关工作取得阶段性成果

      热储综合评价研究、中低温发电、砂岩回灌、伴生矿物提取等课题的科研工作正在不断深入开展。

      9.在业界的影响力不断提升

      随着地热规模和示范效应的不断扩大,中石化地热品牌在地热行业的影响力不断提升。同时在国家行业管理层面也引起了高度关注,并受到了充分肯定,国家能源局2012年以公司为主要力量,编撰完成了即将出台的《地热能应用技术导则》,并于2012年6月29日发文,批准以公司的科研力量为主体,成立国家地热能源开发利用研究与应用技术推广中心,中国石化的地热发展,开始逐步显示出引领中国地热产业发展的积极作用。

三、中国石化地热发展规划

      温家宝总理曾经指出,中国是世界上地热资源蕴藏量最丰富的国家之一,中国地热能开发利用空间十分广阔。科学开发我国地热资源将具有广阔的前景,中国地热资源开发具有以下优势:

      我国地热资源丰富,储量巨大。浅层地热能资源量每年相当于95亿吨标准煤,现每年可利用3.5亿吨标准煤,减排5亿吨CO2。常规地热能的资源量相当于8530亿吨标准煤,现每年可利用6.4亿吨标准煤,减排13亿吨CO2。资源量相当于860万亿吨标准煤,现正处于研发阶段,如能开发,几乎可以永续利用。

      地热市场空间巨大。我国城镇建筑面积近200亿平方米,供暖需求超过100亿平方米,目前使用地热供暖仅1.75亿平方米。根据国家能源局《可再生能源发展“十二五”规划》,到2015年,地热能源供热制冷面积将达到5.8亿平方米(其中浅层地热能5亿平方米)。地热发电装机容量争取达到10万千瓦,目前我国地热发电规模仅2.82万千瓦,地热发电潜力很大。

      政府的扶持政策日益完善。国家能源局、财政部、国土资源部和住建部等四部委已经发布《促进地热能开发利用的指导意见》。《可再生能源法》、《可再生能源产业发展指导目录》等法律法规,均将地热列入新能源鼓励类项目。部分地方政府也出台了相关法规和技术标准。

      地热开发利用技术越来越成熟。

      基于以上优势,中国地热产业发展步伐将不断提速。

      中国石化集团公司已经就加快地热产业发展做出了具体部署,积极培育核心技术和前瞻性技术的研发能力,逐步建成“西南地区以地热供暖发电为主、三北地区以地热供暖为主、东南沿海地区以地热制冷发电为主、大中城市以浅层地热能利用供暖制冷为主、中石化内部市场以供暖伴热发电为主、东非及东南亚以高温地热发电为主”的市场格局,勇于承担社会责任,实现绿色低碳发展,为我国绿色低碳经济发展和生态文明建设做出更大贡献。