2016年01月13日 星期三

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广西:为地热能源“加热”

来源:国土资源报 作者:黄强 发布时间:2015-04-16



 
在北海合浦打出广西第一口海水地热井

  从北海合浦盆地大山角块段地热资源可行性勘查,到广西第一口海水地热井的诞生;从针对南宁、柳州、桂林等重点城市的浅层地温能调查评价,到13个地级市浅层地温能开发区地质调查的全面开展,广西地矿局在地热新能源领域中的行动正在全力推进……

  4月10日,随着钦州、梧州热响应试验及北海市无功循环、小功率恒定加热测试的完成,广西主要城市野外现场热响应测试工作全面完成。这是广西地矿局拓展地热等新能源领域,推进地热、浅层地温能等调查评价和开发研究项目的又一具体行动。

  近年来,随着地热新能源在全国的广泛兴起,广西地热资源开发利用也越来越热。为此,地质工作者加强了对地热资源勘查研究,进一步摸清了资源分布情况和规律,这无疑为地热资源整体的勘查、开发,实现清洁能源的有效利用起到了积极作用。

  合浦盆地地下有个巨大的“热泉湖”

  多年来,为贯彻落实国家《可再生资源法》,推动广西地热资源的勘查、研究和开发步伐,广西地矿局加大了力度,成立专门机构,组织地热资源勘查研究的专业技术队伍对各地的地热热源、储层、盖层条件进行了分析研究。研究结果表明,广西一些地区具备完善的热储、盖层条件和热水通道条件,热源条件较好,勘探与开发前景良好。

  具有代表性的是广西北海市合浦盆地大山角块段地热资源可行性勘查,该项目荣获广西地质学会“十大地质找矿成果”,成为广西近十年来最重要的地质勘查成果之一。研究表明地热田位于合浦县星岛湖乡至石湾镇一带,勘查井为在北海市首次成功打出的地热井,水温高、水质好,地热资源丰富,用途广泛,意义重大,前景美好。

  从2002年起,广西北海水文工程矿产地质勘察研究的勘探人员,开始对合浦盆地约800平方千米范围内的地热资源进行普查、详查,发现整个合浦盆地沉积了厚度不等的热储层,基底深度最浅为200米,最深约4000米,范围长达70多平方千米。这表明,合浦盆地地下有一个巨大的“热泉湖”。

  2011年,广西北海水文工程矿产地质勘察研究院在北海合浦布设钻孔,并成功地在1807米地下打出一口地热井,这也是广西的第一口海水地热井。井口出水温度为60摄氏度,每小时出水量为58吨。经过连续90小时抽水实验,该地热井均能保持上述温度和出水量。根据鉴定,该地热井水质含有3000万至5000万年的古海水成分,可用于海水地热新能源和旅游度假区开发等建设。专家介绍,合浦地热资源不仅体现在量上,更体现在质上。就此次施工的地热井而言,除出水量大。这些都是发展地热新能源项目的独特优势,将会给清洁能源的产业发展带来福音。

  为扩大战果,北海水勘院于2013年10月在合浦盆地布设了第二口地热钻孔。开钻月余,这口地热工程二号井又成功地打出了温泉水,水温60摄氏度。

  以合浦盆地为代表的地热资源初步评价结果显示,合浦盆地属典型的、以大地热流为热源的热传导型地热田。地热田总面积580平方公里,热水温度、单井出水量视热储层的埋藏条件及累计厚度的不同而不同,在深度600~2400米范围内,推算古近系—新近系热储单井出水量在每小时出水量为16.1~152.5立方米,热水温度为40.19~66.8℃,可利用的资源量达44.426×10焦耳,具有十分良好的开发利用前景。

  在重点城市全面推进浅层地温能调查评价

  广西的地质工作者意识到,地热清洁能源对广西而言,不仅是一个新领域,更重要的是有助于扩大广西地热的科学开发和合理利用,带动区域经济繁荣,提升广西整体竞争力。

  为了更好地开发地热清洁能源、建设“美丽广西”,广西还重点加强了浅层地温能调查评价工作。2012年南宁市浅层地温能调查评价项目被列为《全国地热资源调查评价》计划项目部署的29个省会城市浅层地温能调查评价项目之一。同年3月,南宁市浅层地温能调查评价项目野外钻探施工的第一个钻孔终孔,项目进入全面实施阶段。

  由广西地质调查院承担的该项目,在充分收集和整理以往气象、地质、水文地质和浅层地温能开发利用成果的基础上,开展15万水文地质补充调查,查明200米以浅第四系区域水文地质条件和岩土层岩性结构;根据区域地质条件、地下水资源状况以及换热方式,分别进行地埋管换热方式和地下水换热方式适宜性分区;开展勘探孔施工、取样、测试、热响应试验以及抽水、回灌试验等工作,取得资源评价与开发利用区划的相关技术参数;开展区域浅层地温能评价,编制浅层地温能合理开发利用区划以及浅层地温能调查评价数据库建设等工作。查明南宁市浅层地温能分布特点和赋存条件,评价浅层地温资源量及开发利用潜力,编制浅层地温能开发利用适宜性区划,为南宁市浅层地温能合理开发利用和保护提供依据。

  2014年,广西地质调查院沿用“南宁经验”,在广西柳州、桂林等城市开展15万水文地质补充调查等工作,查明200米以浅区域水文地质条件和岩土层岩性结构、浅层地温能分布特点和赋存条件,评价浅层地温能资源量及开发利用潜力,建立主要城市地温能开发区数据库信息系统。

  如今,推进广西浅层地温能调查评价工作已经成为广西地矿局服务社会、服务民生的一项重要任务。

  在中国地调局的支持下,在多年浅层地温能等调查评价取得诸多初步成果的基础上,广西地质调查院又承接了《广西主要城市浅层地温能开发区15万水文地质调查》项目。2014年6月中旬,项目总体设计通过评审。随后,广西地质调查院积极投入这项工作,开展玉林等13个地级市共1230平方公里的资料收集与野外调查核查、钻探、现场热响应试验等工作。

  就在不久前,项目全面完成了野外现场热响应测试工作,并针对广西典型冬暖夏热的亚热带气候区热交换及热平衡提出了开发利用方案,为广西浅层地温能合理开发利用和保护提供了依据。按照方案,长期困扰能量“冷堆积”、“热富积”的问题将会得到有效解决。

  立足“一带一路”桥头堡,抓住发展机遇期

  在广西,开发地热资源已经占据了天时地利人和。

  从时代背景看,随着我国经济的飞速发展,高投入、高消耗、高污染、低产出和低效益的现状,已日益引起人们的重视;而全球变暖、温室效应以及频发的因气候引发的灾害性事件,也正在强烈唤醒了人们对低碳生活、清洁能源和可再生能源的需求。如今,随着国家能源局、财政部、国土资源部和住建部联合下发《关于促进地热能开发利用的指导意见》的进一步贯彻落实,地热能的大规模高效利用是大势所趋。

  从区域背景看,广西作为国面向东盟开放合作最便捷的陆海通道,正在成为21世纪海上丝绸之路中的“通道”和“门户”。而广西也正在着力发挥“一带一路”桥头堡的优势,实现特色发展,增强广西的区域社会经济中心地位及城市辐射能力。广西地热资源开发已引起自治区政府以及国土资源、地质矿产等部门和单位的高度重视,并着手推进,这些都将为地热新能源项目启动开发创造条件。科学开发利用地热新能源,势必会让地热新能源成为广西经济发展的新增长点。

  显然,在这样的大背景下,研究地热资源的分布、形成、储运、运移机理和开采模式,以及地热资源的开发利用中是否产生新的生态、环境破坏和相应的地质灾害等不利效应,有着极为重要的现实意义。

  当然,任何事业的成功,人都是非常重要的因素。目前,广西地矿局正抓住国家“一带一路”战略和自治区“北部湾经济区”、“西江经济带”双核驱动战略良好发展机遇期,充分运用已取得的相关实验参数,做好方案设计及热泵机组引进工作,尽早完成地源热泵工程建设,同时,做好对热泵运行节能数据的实时监测,为地源热泵技术市场推广提供科学依据,并在完成这些工作基础上,打造出地源热泵精品工程示范基地,进一步提高经济效益和社会效益。

  实际上,相对于有些地方在地热新能源开发方面的急切,广西地矿局对地热这一未来新能源的合理利用,有着更深的思考。

  首先,在广西,南宁、象州、龙胜、贺州、垌中等地的地热资源还主要用于旅游,能否尽快发挥地热作为新能源的功效?

  在这方面,许多国外经验非常值得借鉴。德国是长期来可再生能源的倡导国,除了开发深层地热能,德国经过多年的研发与实践,以地下水开采井、井下换热器以及换热桩等技术途径获得浅部地热能源,与电力和燃煤供暖系统相比,碳排放明显减少。在德国沃尔芬一个由71幢楼房组成的住宅区,是由与2个开采井和3个注水井相连的地下水热泵系统进行供暖的。这个供暖系统已经有效地运行了30多年。瑞士地热资源也很丰富,2011年瑞士地热协会的统计数据表明,瑞士约三成的新建筑物都采用了地热供暖,而在利用地下50米到300米处浅层地热的热泵利用率方面,瑞士更是居世界各国之首。

  其次,在哪里最先突破桎梏,实现地热资源发电的目标?

  据广西北海水文工程矿产地质勘察研究院总工程欧业成介绍,合浦地带主要为砂岩和泥岩,合理开采不仅不会出现地面塌陷,还具备一定的再生功能。勘探发现这口海水地热井的温度及出水量可以维持100年以上,若往地热井更深处打钻,水温将达到100摄氏度,届时,合浦盆地区域的地热资源还可用于发电。

  广西地质人相信,随着地热新能源开发利用的日渐兴旺,地勘单位必将继续发挥好基础作用和先行作用,努力为构建绿色生活方式和美好生活环境,为广西地热新能源产业的崛起作出更大贡献。