地熱資源的開發(fā)利用及可持續(xù)發(fā)展

地熱資源的開發(fā)利用及可持續(xù)發(fā)展摘要：在當今社會，地熱資源的開發(fā)利用已成為能源工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。它是解決當前大氣污染問題、實現(xiàn)藍天的有效手段。這也是創(chuàng)建綠色、低碳、經(jīng)濟、集約型生態(tài)文明社會的有效途徑。關鍵詞：地熱資源；開發(fā)利用；可持續(xù)發(fā)展刖言我國對于可持續(xù)發(fā)展能源一向十分地重視，地熱能作為我們方便可取綠色環(huán)保又不造成污染，同時又是可再生的能源，對我們來說就是近在咫尺、唾手可得一座寶藏。但是，根據(jù)我國目前的技術條件，我們卻不能完美的運用和擁有這座“寶藏”，以下將根據(jù)幾點，來說明我國取得“寶藏〃的程度，和應用“寶藏”的程度，同時提出對利用“寶藏〃的寶貴“鑰匙〃。1地熱資源的類別與概念簡述在定義上的地熱資源，主要指的是地底巖石熱能和地熱流體中的熱能以及其伴生的可用物質(zhì)。如果將其按照不同的標準進行分類，得到的地熱能的分類結(jié)果也不盡相同，如果按照地熱能的儲存狀態(tài)分類，地熱資源則可以分為水熱型地熱能、干熱巖地熱能型和地壓型地熱能；如果按照溫度高低的不同進行分類，地熱資源則可以分為低溫地熱能（溫度低于90°C）、中溫地熱能（溫度在90~150°C之間）和高溫地熱能（溫度高于150C）；如果按照地熱區(qū)以及地熱田形成要素的不同進行分類，地熱資源則可以分為沉降地型、隆起斷裂型和巖漿盆型。不同類型的地熱能提供的能量多少不同，獲取地熱能的方式也不同。2地熱資源綜合開發(fā)利用的方式地熱資源的開發(fā)利用可分為發(fā)電和直接利用兩個方面。2.1地下水地源熱泵系統(tǒng)地下水地源熱泵系統(tǒng)包括熱源端、熱泵設備以及用戶端三個部分。其中，熱源端大都由抽水水井和回灌水井兩個部分組成，通過抽水泵的作用將水井中的水抽出，而后根據(jù)實際需求經(jīng)過熱泵裝置對溫度進行調(diào)整后通過運輸裝置將其輸送到用戶端，在達到預期的供暖或制冷效果的同時將作用后的地下水回灌到井中，確保地下水資源總量不發(fā)生明顯改變，保證各儲水層的相對穩(wěn)定，在保護地下水環(huán)境的同時達到預期的供熱制冷效果。在地下水地源熱泵運行環(huán)節(jié)，通常是通過地下水回轉(zhuǎn)的方式針對淺表地下水的能源進行采集，但是根據(jù)實際經(jīng)驗，由于地下水的成分比較復雜，容易對管道產(chǎn)生一定的損傷，所以在這一環(huán)節(jié)應針對地下水的運行模塊添加一定的防腐蝕措施，確保不會對后續(xù)的運行造成影響，同時達到預期的資源利用效果。2.2地表水地源熱泵系統(tǒng)地表水地源熱泵系統(tǒng)是將地表水用作熱泵的低溫熱源，通過布置在水底的閉合換熱系統(tǒng)進行冷熱交換。此種系統(tǒng)適合于中小制冷供暖面積、臨近水邊的建筑物。利用池水或湖水下穩(wěn)定的溫度和顯著的散熱性，不需鉆井挖溝，初期投資最小，但需要建筑物周圍有較深、較大的河流或水域。這一系統(tǒng)可以劃分為打開式的地表水地源熱泵系統(tǒng)和封閉式的地表水地源熱泵系統(tǒng)兩種模式。前者與上述地下水地源熱泵系統(tǒng)相近，而封閉式的地表水熱泵系統(tǒng)則相對更加類似于地埋管式的地源熱泵系統(tǒng)。2.3地埋管地源熱泵系統(tǒng)這種熱泵的結(jié)構組成大多數(shù)情況下與封閉式的地表水地源熱泵系統(tǒng)類似，區(qū)別僅僅體現(xiàn)在水源汲取方式上。地埋管熱泵系統(tǒng)通常都是通過一個相對封閉的系統(tǒng)將水源從地下抽取出來，避免水源與外界的物質(zhì)相接觸，降低其在傳輸過程中的能源損耗，最大程度上提升其熱交換的比例。相對于打開式的地表水地源熱泵系統(tǒng)，該系統(tǒng)減少了水源與外界環(huán)境之間的接觸，具備較好的封閉效果，能夠更加獨立地保障水源系統(tǒng)的運行，降低能源采集環(huán)節(jié)對外界環(huán)境的影響，同時帶來更大的能源效益。這種地源熱泵系統(tǒng)可以分為豎直埋設的地源熱泵系統(tǒng)和水平埋設的地源熱泵系統(tǒng)兩種，人們應根據(jù)不同施工現(xiàn)場環(huán)境進行選擇，從而獲得更好的效果，提升地表熱源的利用率。值得注意的是，在地埋管操作環(huán)節(jié)，管線埋設不當會導致地溫異常，對施工區(qū)域造成負面影響，引發(fā)一系列環(huán)境問題。3地熱資源綜合開發(fā)利用的問題目前，我國能源結(jié)構中，地熱能占比仍然較小，在發(fā)電、供暖等方面還有很大的發(fā)展空間。地熱資源的開發(fā)利用不僅需要國家政策的支持，還需要專業(yè)的地勘隊伍、先進的開發(fā)技術等［7］。近年來，我國結(jié)合自身實際情況，探索出一系列地熱資源綜合開發(fā)利用模式，但是實際開發(fā)環(huán)節(jié)仍舊存在明顯的問題。例如，地熱資源開發(fā)利用現(xiàn)階段大都采用復制的方式，將以往成功案例套用于新的施工項目上。這樣雖然能夠基本達到預期的施工效果，但是人們忽視了不同區(qū)域的實際地質(zhì)情況，很容易造成熱能儲量不夠、水溫不達標等問題，影響地源熱泵系統(tǒng)的構建。對此，應盡快梳理相應的設計標準、規(guī)范，以更好地滿足后續(xù)的建設需求。在地源熱泵系統(tǒng)的使用過程中，人們應重視其與開發(fā)總量的適配，使冬季的取熱量與夏季的熱量儲備相近，最大程度上確保熱泵系統(tǒng)能夠循環(huán)應用，避免因熱泵系統(tǒng)的建設影響施工區(qū)域的生態(tài)環(huán)境。地熱資源作為一種儲量大、分布廣的可再生能源，可以為我國未來經(jīng)濟發(fā)展提供能源保障，進而實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。近年來，常規(guī)能源問題不斷顯現(xiàn)，環(huán)境問題也越來越突出，如溫室效應、霧霾頻發(fā)等，倡導綠色、低碳、可持續(xù)發(fā)展的呼聲日趨高漲。我國越來越重視地熱能的開發(fā)利用，相繼出臺了很多扶持政策，因此地熱資源的開發(fā)利用具有較好的發(fā)展前景。4未來發(fā)展展望在當今時代綠色環(huán)保的主題下，對中國調(diào)整能源結(jié)構、防治環(huán)境污染有著重要意義的地熱資源具有巨大的市場空間和發(fā)展?jié)摿?，與風能、太陽能等其他清潔能源相比具有不可替代的優(yōu)勢。當前我國淺層地熱資源供暖制冷的熱泵技術基本成熟，適用范圍廣且經(jīng)濟成本低，供暖利用全球第一。但在大力宣傳及推廣應用的同時，應該加強對回灌技術和適宜性評價方法的研究，完善資源規(guī)劃和監(jiān)管模式，使淺層地熱資源的開發(fā)利用更加科學合理。中低溫水熱型地熱資源以供暖、洗浴療養(yǎng)和種植養(yǎng)殖等直接利用為主，方式簡單，經(jīng)濟性好，特別是含有對人體有益的礦物質(zhì)和微量元素，可以更多地提倡發(fā)展地熱旅游療養(yǎng)事業(yè)。在開發(fā)使用工程中，需要加強尾水回灌技術研究，維持可持續(xù)發(fā)展。儲量豐富的高溫水熱型資源和十熱巖品質(zhì)高，發(fā)電潛力巨大，是未來地熱資源發(fā)展的亮點領域。但目前干熱巖發(fā)電還處在試驗探索期，在攻克關鍵技術的同時，應該與國外發(fā)達國家積極合作，借鑒其先進技術與經(jīng)驗?？偟膩碚f，我國很多核心技術與國外相比相差甚遠，如物探、地質(zhì)勘探設備和發(fā)電設備等大多引用國外的品牌?；A研究相對落后于世界領先水平，干熱巖發(fā)電還處在現(xiàn)場試驗階段，仍需要投入大量的技術與經(jīng)濟支持。因此，亟需加強對核心技術的攻克研究，形成適合中國特色的技術系列，從而加快我國地熱資源開發(fā)利用進程。此外，地熱人才培養(yǎng)欠缺。開設地熱相關專業(yè)的高校較少，導致人才奇缺。目前大部分地熱人才來自于油氣開發(fā)系統(tǒng)。因此，國家應重視地熱專業(yè)技術人才的培養(yǎng)。結(jié)束語地熱資源的開發(fā)利用是我國能源可持續(xù)發(fā)展利用的重要內(nèi)容之一，但是我國對地熱資源開發(fā)利用程度還較低，所以，國家必須對現(xiàn)有的地熱