隨著經濟社會的發(fā)展，以氣候變化為核心的全球環(huán)境變化，正在廣泛而深刻地影響著人類社會的方方面面。氣候變化所導致的氣溫增高、海平面上升、極端天氣與氣候頻發(fā)等，對自然生態(tài)系統(tǒng)和人來生存環(huán)境產生了嚴重影響。增加能源供應和來源途徑、改善能源結構，是減少溫室氣體排放量、解決全球氣候變化問題的根本途徑。而作為新型能源的地熱資源越來越受到人們關注，它具有低成本、可持續(xù)利用和環(huán)保等其它能源所不可比擬的獨特優(yōu)點。可以說，大力推進地熱資源開發(fā)利用，改善能源結構，對于解決日趨嚴重的全球環(huán)境問題具有重要的意義。
● 什么是地熱資源？
地熱資源是指能夠經濟的被人類所利用的地球內部的地熱能、地熱流體及其有用組分。我國地熱資源可分為淺層地熱能資源、水熱型地熱資源和干熱巖資源三種類型。目前可利用的地熱資源主要包括：通過熱泵技術開采利用的淺層地熱能、天然出露的溫泉、通過人工鉆井直接開采利用的地熱流體以及干熱巖體中的地熱資源。我國地熱資源種類繁多，考慮地質構造特征、熱流體傳輸方式、溫度范圍以及開發(fā)利用方式等因素。
● 地熱是如何形成的？
關于地熱的來源，有多種假說。一般認為，地熱主要來源于地球外部熱源和內部熱源。外部熱源包括太陽輻射等，內部熱源包括放射性元素生熱、地核熱量等。根據測算，地核的溫度達6000°C左右，地殼底層的溫度達900~1000°C，地球表面恒溫層(距地面約15米)以下約15千米范圍內，地溫隨深度增加而增高，平均增溫率約為3°C/100米。不同地區(qū)地熱增溫率有差異，接近平均增溫率的稱正常地溫區(qū)，高于平均增溫率的地區(qū)稱地熱異常區(qū)。地熱異常區(qū)是研究、開發(fā)地熱資源的主要對象。地殼板塊邊沿，深大斷裂及火山分布帶等，是明顯的地熱異常區(qū)。
勘查地熱資源，一般采用地熱地質調查、鉆探和各種物化探方法。
● 地熱資源有哪些用途？
據史料記載，我國開發(fā)利用地熱與溫泉已有5000多年的悠久歷史，是世界上利用地熱資源較早的國家之一。新中國成立后，國家重視人民的醫(yī)療保健事業(yè)，從20世紀50年代起，先后建立溫泉療養(yǎng)院160多家，20世紀70年代后，地熱資源的開發(fā)利用進入快速發(fā)展階段，尤其是20世紀90年代以來，在市場推動下，地熱資源的開發(fā)利用得到更加蓬勃的發(fā)展。
地熱開發(fā)利用方式
地熱資源主要用途包括發(fā)電、建筑物供暖、洗浴療養(yǎng)、種植養(yǎng)殖、烘焙等。其中150℃以上的高溫地熱主要用于發(fā)電，發(fā)電后排出的熱水可進行梯級利用;90~150℃的中溫和25~90℃的低溫地熱以直接利用為主，多用于工業(yè)、種植、養(yǎng)殖、供暖制冷、旅游療養(yǎng)等方面;25℃以下的淺層地溫，可利用地源和水源熱泵供暖、制冷。目前全國地熱資源開發(fā)利用的基本格局是：西南、華南發(fā)電;華北、東北供暖與養(yǎng)殖，華東、華中、西北地區(qū)洗浴與療養(yǎng)。
截至2015年，我國地熱資源每年利用量折合標準煤0.21億噸，其中水熱型地熱資源利用量折合標準煤415萬噸，開采率為0.2%，淺層地熱能利用量折合標準煤1600萬噸，開采率為2.3%，地熱資源開發(fā)利用潛力巨大。水熱型地熱資源利用方式中，地熱發(fā)電占0.5%，供熱采暖占32.70%，醫(yī)療洗浴與娛樂健身占32.32%，養(yǎng)殖占2.55%，種植占17.93%，工業(yè)利用占0.44%，其他占13.56%。淺層地熱能資源開發(fā)利用方式主要為供暖制冷。
● 地熱資源有哪些種類？
1.水熱型地熱資源
我國水熱型地熱資源非常豐富，出露溫泉2334處，地熱開采井5818眼。水熱型地熱資源量折合標準煤12500億噸，每年地熱資源可采量折合標準煤18.65億噸，有高溫地熱資源(≥150℃)，但以中溫地熱資源(90~150℃)和低溫地熱資源(<90℃)為主。其中，水熱型中低溫地熱資源量折合標準煤12300億噸，每年地熱資源可采量折合標準煤18.5億噸，發(fā)電潛力150萬千瓦;水熱型高溫地熱資源量折合標準煤141億噸，每年地熱資源可采量折合標準煤0.18億噸，發(fā)電潛力為846萬千瓦。
水熱型中低溫地熱資源主要分布于華北平原、河淮平原、蘇北平原、松遼盆地、下遼河平原、汾渭盆地等大中型沉積盆地上，分布在山地的斷裂帶上的地熱一般規(guī)模較小，分布在盆地特別是大型沉積盆地的地熱資源儲集條件好、儲層多、厚度大、分布廣，熱儲溫度隨深度增加，是地熱資源開發(fā)潛力最大的地區(qū)。
高溫地熱資源主要分布在我國藏南-川西-滇西水熱活動密集帶，其高溫地熱資源發(fā)電潛力為712萬千瓦，充分開發(fā)利用高溫地熱資源，積極推進西南地區(qū)高溫地熱發(fā)電，因地制宜建立多能互補的發(fā)電格局，符合我國當前能源革命需求，也是可再生能源重要組成部分。
2.淺層地熱能
全國336個地級以上城市淺層地熱能資源每年可開采量折合標準煤7億噸，可替代標準煤11.7億噸/年，節(jié)煤量4.1億噸/年。從淺層地熱能開發(fā)利用方式來看，地埋管熱泵系統(tǒng)適宜區(qū)占總評價面積的29%;較適宜區(qū)占53%;地下水源熱泵系統(tǒng)適宜區(qū)占總評價面積的11%，較適宜區(qū)占27%。比較適合應用地下水地源熱泵系統(tǒng)的地區(qū)主要分布在我國的東部平原盆地及富水性較好的地區(qū)。地埋管地源熱泵系統(tǒng)普遍具有較好的適宜性。綜合考慮，淺層地熱能開發(fā)利用的影響因素，我國適宜開發(fā)淺層地熱能的地區(qū)主要分布在中東部省份，包括北京、天津、河北、山東、河南、遼寧、上海、湖北、湖南、江蘇、浙江、江西、安徽等13個省(市)。
我國淺層地溫能開發(fā)利用區(qū)劃圖
3.干熱巖資源
我國干熱巖資源潛力巨大，開發(fā)前景廣闊，高于美國干熱巖資源的估算結果(570萬億噸標準煤)。經初步測算，地下3~10千米范圍內干熱巖資源折合標準煤860萬億噸，利用其中2%即相當于2015年全國能源總消耗量的4000倍。尤其是位于3.5~7.5千米深度、溫度介于150~250℃之間的干熱巖資源，資源量巨大，折合標準煤215萬億噸。干熱巖資源是最具潛力的戰(zhàn)略接替能源，但開發(fā)難度較大。
● 我國的地熱資源家底
2016年，中國地質調查局發(fā)布了《中國地熱資源調查報告》。報告指出，“十二五”期間，在原國土資源部的正確領導和財政部的大力支持下，中國地質調查局組織全國60多家單位3000多名技術人員，利用中央財政資金4.16億元，完成了31個省(區(qū)、市)地下熱水資源調查，開展了336個地級以上城市淺層地溫能資源調查，啟動了干熱巖資源調查，基本查明了我國地熱資源賦存分布與開發(fā)利用現(xiàn)狀，初步評價了全國地熱資源潛力。
調查結果表明：一是全國31個省(區(qū)、市)地下熱水資源年可開采量折合標準煤19億噸，現(xiàn)狀年實際開采量折合標準煤415萬噸，只占可開采量的0.22%，開發(fā)利用潛力巨大。二是全國336個地級以上城市淺層地溫能資源年可開采量折合標準煤7億噸，可實現(xiàn)建筑物供暖制冷面積320億平方米;現(xiàn)實現(xiàn)建筑物供暖制冷面積4.78億平方米。三是我國干熱巖資源初步估算折合標準煤856萬億噸，是巨大的能源寶藏，其2%的可開采量即相當于2015年全國能源消耗的4000倍，應加快研究步伐。四是我國淺層地溫能和地下熱水資源開發(fā)利用經濟與環(huán)境效益顯著，2015年相關產業(yè)總產值約7500億元，占同年GDP的1%以上;每年減少二氧化碳排放4800萬噸。五是京津冀地區(qū)淺層地溫能和地下熱水資源合計折合標準煤3.43億噸，可基本滿足該地區(qū)建筑物供暖制冷需求。六是長江經濟帶淺層地溫能和地下熱水資源年可開采量折合標準煤9.3億噸，充分開發(fā)利用區(qū)內的淺層地溫能資源可有效解決長江中下游地區(qū)冬季供暖問題。
● 最新研究成果
中國地質調查局自2016年開始實施“全國地熱資源調查評價與勘查示范”工程。該工程是在“十二五”地熱調查工作基礎上，聚焦區(qū)域地熱背景調查、重點地區(qū)淺層地溫能調查、水熱型地熱資源調查、重點區(qū)干熱巖資源調查以及地熱資源勘查開發(fā)示范與關鍵技術研究5項任務，目前取得了一些階段性成果。
淺層地溫能方面：雄安新區(qū)淺層地溫能初步勘查表明，新區(qū)內大部分地區(qū)適用于淺層地溫能的開發(fā)，雄安新區(qū)淺層地溫能資源的開發(fā)利用，將產生巨大的環(huán)境效益與社會效益，為我國未來城市的發(fā)展提供新方向。
水熱型地熱資源方面：京津冀水熱型地熱資源調查表明，京津冀地區(qū)是我國東部地熱資源最豐富的地區(qū)，地熱資源儲量大，開發(fā)利用條件較好。根據現(xiàn)狀開采量與資源量數(shù)據劃分了京津冀地區(qū)的開采模數(shù)分區(qū)，可為當?shù)氐責豳Y源的開發(fā)提供借鑒。
干熱巖方面：干熱巖資源是國際社會公認的最具潛力的戰(zhàn)略接替能源之一，其開發(fā)利用尚在探索中，國際社會對干熱巖的開發(fā)利用已經進行了40多年的歷史，我國正在開展東南沿海地區(qū)、青藏高原東北緣干熱巖資源地質勘查，2017年8月，中國科學家在青海共和盆地3705米深處成功鉆獲236℃的高溫干熱巖，為下一步推進干熱巖開發(fā)利用試驗探索奠定了良好基礎，目前中國地質調查局正在大力推進干熱巖勘查評價和試驗性開采。
