2015年，美国能源部地热技术办公室负责管理的地热能前沿观测研究计划（Frontier Observatory for Research in Geothermal Energy，FORGE）的第一阶段启动。FORGE计划旨在建立一个地下实验室来开展增强型地热系统（EGS）的前沿研究，并建立建设大规模、经济可持续和商业化的EGS所需要的技术。该计划的所有研发工作将集中于加强认识控制EGS成功与否的关键机理、如何在基岩地层中建立和维护裂缝网络。将利用这些认识来设计和测试建立大规模且经济可持续的热交换系统的方法，形成可降低工业开发风险和促进EGS商业化的严谨、可复制的方法。研发工作包括但不仅限于创新型钻井技术、储层压裂技术、以及井连通性和流动测试。

FORGE计划由三个阶段构成。第一阶段于2015年启动，由5个团队分别在加利福尼亚州、爱达荷州、内华达州、俄勒冈州和犹他州选择候选场地。这五个团队花了一年时间来证实候选场地的可靠性，并表明团队具备满足FORGE计划目标和制定第二阶段计划的能力。2016年夏季，美国能源部组织专家对上述团队的工作进行了审查。根据审查结果，桑迪亚国家实验室（内华达州的FORGE场地）和犹他大学（犹他州的FORGE场地）被选中进入第二阶段。在该阶段，研究团队将获取新数据，以更好地刻画地下特征、获得所有必需的许可、以及制定针对诱发地震的缓解计划。美国能源部地热技术办公室计划于2018年春季从中选择一个场地进入第三阶段，来自工业界、学术界和国家实验室的合作伙伴将有机会在该场地针对关键研究领域（如储层特征刻画、改造和维护）开展创新性的研发工作。截至目前，两个团队均基本完成了第二阶段的主要工作任务，包括环境影响评价，地面微地震监测台站的部署，基于地震、地质分析和模拟的综合场地特征刻画，诱发地震缓解计划的制定，基于钻探的全面场地特征刻画。

FORGE计划对理想场地的要求主要包括：

（1）目标储层经过良好的特征刻画且温度范围在175oC至225oC之间；

（2）具有10-16 m2量级的适当渗透率，低于典型可供开发天然水热型地热系统的上限；

（3）目标储层的深度应介于1.5 km至4 km之间，以在避免钻探新井产生高额成本的同时满足EGS建造和新技术研发所需要的应力和温度特征；

（4）一定不能位于已开发水热型地热田的区域内；

（5）如果可以的话，尽量不要对目标储层的上覆沉积地层单元进行激发或流体循环。

2017年，中国地质调查局和青海省国土资源厅共同组织实施的青海共和盆地干热岩勘查项目在共和盆地3705 m深度处钻获236oC的高温干热岩体。这是我国首次钻获埋藏最浅温度最高的干热岩体，实现了我国干热岩勘查的重大突破。此外，采用地球物理、地球化学、放射性调查等综合技术手段圈定了面积达3000 km2的干热岩体分布区并估算了远景资源量。在广泛、深入的干热岩资源勘查与评价的基础上，为促进对可持续、可再生和清洁的干热岩资源的开发利用，尽早部署实施干热岩（EGS）开发示范工程十分必要，因此美国能源部针对EGS场地规模实验的FORGE计划值得借鉴和参考。

2018年1月23日召开的2018年全国地质调查工作会议指出，中国地质调查局2018年的重点工作任务之一是精心实施陆域清洁低碳能源五大地质科技攻坚战。中国地质调查局地学文献中心“地学情报综合研究与产品研发”二级项目围绕局重大需求，将对国外主要机构在地热相关领域的部署实施进行较为系统的归纳总结。本文重点介绍美国能源部地热技术办公室的地热工作进展。

地热能可以全天24小时提供清洁、可再生的能源，几乎不排放温室气体，且开发对环境的影响很小。该类清洁低碳能源不仅能用于供热和制冷，还能用于发电。

美国能源部地热技术办公室作为美国地热研发相关联邦投入的主要管理者，致力于与工业界、学术界和美国能源部国家实验室合作开展研究、开发和示范工作，建立创新型且具成本竞争力的技术和装备，促进美国地热产业的发展。该办公室近年获得的联邦预算逐年增加，从2014财年的约4500万美元增长至2017财年的近1亿美元（图1）。重点关注的领域包括：①水热型地热资源；②增强型地热系统；③低温和伴生型地热资源；④系统分析。具体工作目标包括：①促进传统水热型地热资源的增长；②促进增强型地热系统的商业化；③克服部署上遇到的技术问题；④获取其他经济附加值；⑤通过合作应对地下能源挑战。

促进传统水热型地热资源的增长方面，重点探索了针对具高温、足够渗透率和足够水流量的水热型地热资源的有利赋存区综合分析，以及比地热热泵和其他传统的直接利用系统埋藏更深、规模更大、效率更高的深部地热能直接利用。

促进增强型地热系统的商业化方面，重点实施了增强型地热系统合作实验室项目（EGS Collab）和地热能前沿观测研究计划（FORGE），分别开展实验室规模的科学理论研究以及场地规模的技术装备研发示范。

克服部署上遇到的技术问题方面，重点开展了适用于极高温地质条件的定向钻井系统、多分支井钻完井技术和固井所用水泥的研发，以及能更快、更准确地进行人工建造裂隙网络地下成像的“E4D-RT”工具。

获取其他经济附加值方面，重点研究了地热卤水中稀土、锂、锰等重要物质的回收，多种清洁能源综合利用发电，以及油田伴生型地热对油田废水的脱盐处理。

通过合作应对地下能源挑战方面，重点实施了地下技术和工程研发交叉合作团队（SubTER）研究计划，联合美国能源部有关办公室与私营企业、美国能源部国家实验室和学术界共同推进地下技术和工程的研究、开发和示范。

综上所述，美国在地热能勘查开发领域的联邦投入，在推进传统水热型地热资源的有利区优选和高效、规模化利用的同时，重点开展增强型地热系统在实验室规模和场地规模的科学理论研究和技术装备研发示范，以期通过提高地热资源勘查开发的经济和技术可行性，吸引私营企业的投入，为满足美国的能源需求提供丰富且可再生的能源来源。

美国能源部地热技术办公室重点关注领域的联邦财年预算变化（单位：万美元)

欧洲的火山和沉积盆地中蕴藏着丰富的地热资源，熔岩驱动的高热烩地热资源主要分布在冰岛、意大利、希腊和土耳其，多用于发电；可供直接利用的中、高温地热资源多分布于盆地地区，如法国、德国、波兰、意大利、匈牙利、罗马尼亚等国家；而随着地源热泵技术的开发和应用，浅层地热资源随处可用，尤其在奥地利、瑞士、德国和瑞典等多个国家得到广泛推广应用。

目前，欧洲将地热利用方式划分为地热发电、直接利用和地源热泵三类，这三类地热利用市场均占据重要地位。欧盟委员会联合研究中心（JRC）报告显示，全球地热装机总容量2015年大约为82GW（吉瓦），地源热泵利用比例最高，达到61%，其中欧洲占据着最大的地源热泵市场。从具体国家来看，地热能装机总容量最高的前15个国家的总装机容量达到全球的85%，这其中有10个国家分布在欧洲。

从整个欧洲来看，地热发电、直接利用和地源热泵三种地热利用方式都得到较好的应用和发展，而且都已具备相关的成熟技术。目前的研究和攻关焦点在于进一步降低成本，使地热利用更具市场竞争力。

1 高温地热发电占主导，中低温地热发电势头正旺

在欧洲，地热发电已经成为一种环境友好，且可持续的能源供应方式，这也使欧洲的地热发电市场在全球占有一席之地。截至2014年底，全球地热发电厂装机容量达12GW，其中欧洲地热发电装机容量约为2060MW（兆瓦），占全球总量的17%左右。

近10年来，全球地热发电量也在持续增长，年均增长率在3%左右，2014年全球地热发电量达到74TWh（太瓦时）。其中，欧洲88座地热发电厂总发电量为12TWh，占全球地热发电量的16.2%，10年间6.3%的年均增长率更是高于全球水平。目前，欧洲地热发电主要分布在意大利、冰岛和土耳其三个国家，占比分别为44%、43%和10%。其中，近几年地热发电量的增加主要集中于土耳其和冰岛，而意大利地热发电量相对稳定。由于2014年试运转和维修的原因，欧洲地热发电厂的产能利用率在76%左右，与过去几年的水平相当。

发电技术方面，主要有干蒸汽发电、闪蒸发电和有机朗肯循环发电等，其中干蒸汽发电和闪蒸发电技术主导欧洲市场，占比分别为40%和42%。比如，意大利以干蒸汽发电技术占据主导；冰岛地热资源为高温湿蒸汽资源，几乎都采用闪蒸发电技术。但最近10年，利用中低温地热能的有机朗肯循环（简称ORC）发电技术发展较快。由于土耳其拥有丰富的中低温地热资源，ORC发电技术成为主流。

2014年欧洲地热发电容量较2013年新增170MW，并全部来自于土耳其。从发电方式来看，新增容量全部集中在ORC方面，这主要是由于中温地热发电的增加，但传统发电装置仍占据主导地位。为了更加高效地利用地热资源，冰岛、法国、德国和土耳其已启动了围绕地热发电的地热综合利用项目，以地热发电为主，采用“热电联供”或“冷热电联供”模式，在解决电力的同时为周边地区的居民提供供热或制冷需求，这将显著提高当地地热资源利用效率。

2 地热直接利用技术已成熟，新技术出现较少

地热的直接利用主要包括：区域供暖、洗浴和游泳加热、温室加热、水产养殖池加热、工业用热、农业干燥和融雪等方式。目前，欧洲地热直接利用最为活跃的部门仍然是集中供暖，欧洲地热能委员会（EGEC）统计显示，2014年欧洲地热供暖产热量新增大约80GWh（吉瓦时），总计达到4260GWh，占到地热直接利用的40%。2015年欧洲地热直接利用装机总容量估计为4701.7MW，主要利用国为冰岛、土耳其、法国和匈牙利等。目前欧洲共有257个地热集中供暖厂，主要分布在法国、冰岛和匈牙利等国家，2014年和2015年共新增23个。

地热直接利用技术已经成熟，最近，除了在建筑供暖的集成利用方面有一些新的进展外，地热能直接利用领域并没有多少新专利。目前，供热系统是推动地热直接利用最有力的部门，由于地热流体往往不适合直接被分配到区域供热网络中，因此地热直接利用的发展取决于其他行业热交换器先进技术的发展。而在地热资源开发方面，一个新的概念“三重系统”被提出来，主要是通过钻探一个新的生产井，同时把前两个钻井转换成回灌井，以此来延长设计项目的寿命。这个概念已经在法国付诸应用，它可以使地热能源延长30年的使用寿命。目前，越来越多的供热系统开始采用此三重系统。

3 地源热泵技术方兴未艾，环保型技术成为关注点

地源热泵技术在欧洲获得广泛推广应用，2013年“欧洲地热大会”（EGC）将地源热泵作为地热利用的一个独立分类进行统计。据JRC2015年报告，全球地源热泵总装机容量约为50GW，其中欧洲装机容量达到19GW，全球占比最高，达到38%左右，其次为美洲和亚洲。

EGEC数据显示，目前瑞典、德国、法国、瑞士和挪威成为欧洲地源热泵领域的领头羊，5个国家地源热泵装机容量之和占欧洲的69%。欧洲的地源热泵市场已经从过去由许多小型本地公司组成的市场发展成为主要由供暖和空调制造商组成的大规模的市场。目前，欧洲热泵及地源热泵市场被几个主要生产商所控制，这些大的制造商主要来自于地源热泵发展较为迅速的德国和瑞典。

当前，地源热泵技术研发的主要目标在于提高地源热泵系统的效率和减少运作成本，主要进展包括：降低维修和养护成本，改进控制系统，使用更有效的液体工质，提高辅助设备（如泵和风扇）的工作效率。目前，地源热泵的COP值（用于评价热泵的能源转换率）通常在3～4左右，通过优化设计提高热泵的COP值是目前技术发展的主要关注点。同时，开发环保型的，并且具有更好的热特性的新型防冻液也是地源热泵技术发展的关注点。通过降低钻孔热阻指标（RB）以提高浅层地热系统的“赫尔斯特伦效率”也被寄予厚望。可以预期这些技术进步都将有助于提高地源热泵系统的效率。

4 针对不同利用方式推出系列支持政策

欧洲地热资源利用的发展离不开欧盟在区域层面推出的一系列支持政策和联合行动计划。欧盟通过其“研究和创新框架计划”和其他鼓励机制来支持地热资源的开发，并且通过建立相应的法律和政策框架来促进地热资源的有序健康发展。从1998年欧洲地热能源委员会成立、2000年欧洲热泵协会成立，到2010年EERA地热联合计划启动、2012年地热ERA-NET计划启动，欧洲地热能开发利用的平台和联合计划不断完善；从2004年欧洲经济和社会委员会起草决议以促进地热开发，到2012年《地热科技的战略研究重点》发布，明确欧洲地热开发利用的方向和目标，欧洲对地热能开发的支持政策不断细化。

针对地热能开发和利用，欧盟内部存在着一系列形式多样的政策支持制度。这些支持政策在不同成员国间有所不同，同时因三种不同地热利用方式（发电、直接利用和地源热泵）的发展现状而有所差异。

欧盟地热发电补贴形式多样，但进展较慢。地热发电项目通常具有前期投入大、开发时间长的特点，至少需要3年时间，平均开发时间大约为5至7年。鉴于此，欧盟在2009年立法要求在传统电力系统运行条件允许的情况下，要优先安排可再生能源发电。欧盟对地热发电的政策支持方式主要有：风险保险基金、上网电价补贴政策（FIT）、可再生能源溢价机制（FIP）、可交易证书、投标和软贷款等。虽然FIT和FIP这些基于市场的机制通常适用于多种新能源技术，但在地热发电项目的应用并不理想，因此欧盟对地热发电提供类似政策支持的国家并不多，目前实行FIT政策的有奥地利、法国、德国等9个国家，实行FIP的则仅有意大利、荷兰等4个国家。

目前，欧洲地热能的直接利用和地源热泵技术已经较为成熟，补贴正在逐渐减少。政府财政支持的方式主要有投资补助、减税、碳排放税减免、保险和低息贷款等，目前欧盟多数国家仅保留投资补助这一项支持政策，只有少数几个国家仍实行多种财政支持政策，比如法国在投资补助、减税、碳排放税减免和保险等方面都有支持。EGEC认为，从成本的角度看，地热取暖技术（增强型地热系统除外）与化石燃料采暖技术相比变得更有竞争力，这使得政府对地热直接利用和地源热泵技术的补贴逐步降低。但同时，地热开发前期投入大依然阻碍着地热相关技术的发展，因此需要引进一些创新性的融资工具，例如能源服务公司（ESCO）或对地源热泵消耗的电力给予折扣。

地球是一个直径为6000多千米的实心球体，从地面到地球中心的距离比从北京到海南岛2倍的距离还要远。地球由地壳、地幔、地核三部分构成，整个结构就犹如一颗半熟的鸡蛋：蛋壳好比地球的地壳，其物质状态为固态；蛋白好比地球的地幔；蛋黄好比地球的地核，物质状态为液态。地表以下平均每100米温度升高约3℃。科学家研究显示：地核与地幔边界的温度大约为3700℃，而地核内部温度可能高达5000℃，几乎与太阳表面一样炽热。因此，地球内部蕴藏着惊人的热量，其中一部分地热资源便以干热岩的形式埋藏于其中。

一、干热岩是什么？

早期，干热岩通常是指温度高于200℃，埋藏于距地面2000米以下的无裂隙的岩体，主要是各种变质岩或结晶岩类岩体。伴随着干热岩勘测和开发的深入，干热岩的概念有了更为广泛的外延。只要岩体温度高，埋藏深度合理，内含流体较少（或不含流体），能用各种技术手段提取其中的热量，均可称为干热岩。

干热岩属于地热资源的一种，被誉为“来自地球母亲的温暖”。地热资源是一种来自地球内部的热能资源，温泉便是我们日常生活中最熟悉的地热资源。关于地热的来源，有多种假说。一种假说认为，地热主要来源于地球内部放射性元素衰变释放出的热能。还有一种假说认为，地热来源于地球自转产生的旋转能以及化学反应、岩矿结晶释放的热能。而在地球的发展演化过程中，产生的热能总量超过地球散逸的热能，巨大的地热能便储存于地球内部，等待人们去开发。

相比当前已开发利用的各类能源，干热岩具有无可比拟的优势。与煤炭、石油和天然气等传统化石能源相比，干热岩是一种清洁的可再生能源，不会产生污染环境的有害物质。与太阳能、风能、核能等新能源相比，干热岩的稳定性好，不受季节气候昼夜条件的限制。此外，干热岩的成本低，干热岩发电的成本仅为风力发电的一半，只有太阳能发电的十分之一，和煤炭发电的成本相当。

干热岩是无处不在的资源，分布几乎遍及全球，从理论上说，随着地球向深部的地热增温，任何地区达到一定深度都可以开发出干热岩，因此干热岩又被称为是无处不在的资源。但就现阶段来看，由于技术和手段等限制，干热岩资源专指埋深较浅、温度较高、有开发经济价值的热岩体。因此，当前的干热岩开发更多地着眼于这些地区，它们位于全球板块或构造地体的边缘，构造活动剧烈，是地球释放内部能量的主要区域，地热资源十分丰富。

我国干热岩分布广泛，特别是东北地区、华北平原、东南沿海地区、西北地区均具有丰富的干热岩资源，具有很大的开发潜力。以高温干热岩体的发现地青海共和盆地为例，其干热岩理论资源量折合标准煤6303.05亿吨，以其2%作为可开采资源量计算，折合的标准煤是中国2016年能源消耗的3倍。

干热岩不但储量丰富，还可以循环利用。开发干热岩时，加热产生水蒸气的过程会使岩石温度降低，但地心的炽热岩浆会重新加热这些岩石，从而实现干热岩的周期性循环利用。

二、“石头”也可发出电来？

目前，人们对干热岩的开发利用，主要集中在干热岩发电。干热岩开发利用的核心是建立增强型地热系统（EGS工程）。首先从地表往干热岩体中打一眼井（注水井），将井口封闭后，注入高压清水，此时井底能够产生非常高的压力，该压力足以将致密的岩石压裂形成复杂缝网，或将岩体中的天然裂隙扩张形成更大的裂缝；随着清水的不断注入，裂缝不断增加、扩大，并相互连通，最终形成一个体积庞大的人工热储（类似一个巨大的鸟窝）。在距注水井合理的位置再钻几眼采出井，通过控制井眼轨迹，使采出井能够贯穿压裂缝网。整个EGS工程，通过注水井（回灌井）将低温水注入到人工产生的、张开且连通的缝网中，低温水与高温岩体接触被加热，然后通过采出井便将岩石裂隙中的高温水、汽提取到地面，取出的水、汽温度可达150～200℃，通过热交换及地面循环装置用于发电，冷却后的水再次通过高压泵注入地下热交换系统循环使用。整个过程都是在一个封闭的系统内进行。

以法国东部阿尔萨斯地区的一座干热岩发电站为例，工作人员在这里钻了三眼深井，一直钻到地表5000米以下的基岩中。发电时，用水泵以每秒100升的速度从中间的注水井向地下灌冷水，这些冷水被干热岩加热成约200℃高温的水蒸气，从另外两眼生产井抽出地面，送入一个热交换器，并在热交换器中驱动涡轮机发电。整个转换过程消耗的总电量，只相当于发电站发电量的20%。

增强型地热系统的开发和利用主要是建造两个子系统：地下人工储层和地面发电系统，二者都需要多项技术的运用和集成。其中，创建地下人工储层是目前研究的焦点。

三、我国干热岩勘查开发现状

我国干热岩资源潜力巨大，开发前景广阔，是极具潜力的战略能源，但是我国干热岩勘查与开发起步晚，在干热岩形成机制、分布情况、热储特征、评价方法、勘查开发技术等领域仍存在较多尚未解决的问题。

为推动我国干热岩勘查开发，2013年以来，中国地质调查局先后在东南沿海地区、松辽平原地区、华北地区和青藏高原等重点地区实施了干热岩勘查。2014年，中国地质调查局与原青海省国土资源厅共同组织实施的青海共和盆地干热岩勘查钻获干热岩，填补了我国一直没有勘查发现干热岩资源的空白。2017年5月在共和县恰卜恰镇完井的GR1干热岩勘探孔再获温度新高，取得了一批重要成果，为我国进一步开展干热岩勘查开发研究打下了重要基础。在此基础上，中国地质调查局围绕国家清洁能源需求，加大力度在青海共和推进干热岩资源的试验性开发。

干热岩开发利用的技术原理虽然简单，但实际应用过程中仍存在大量的技术性难题，例如在干热岩中钻井，对钻杆、钻头的寿命以及具有“钻井血液”之称的泥浆稳定性都是极大的挑战；而地层中含有大量的矿物质，在干热岩开发中，被气化的矿物质会重新在井壁结垢，类似血管中的“血栓”，沉积时间一久很容易将开采通道堵死。面对众多的技术性难题，科研人员唯有加快技术探索的步伐，才能在这场国际能源竞赛中拔得头筹！

（作者单位：自然资源部中国地质调查局北京探矿工程研究所）

中国地质学会地热专业委员会2019年年会暨第一届地热青年论坛于8月19日~21日在夏都西宁召开。会议主题为：聚焦绿色发展，践行地热使命。院士专家齐聚一堂，研究探讨地热资源、干热岩勘查开发利用，为下一步勘查开发出谋划策，使清洁能源早日造福于民。

本次会议由国家自然科学基金委员会地球科学部倡议，中国地质学会主办，自然资源部中国地质调查局水文地质环境地质研究所、中国地质调查局地热资源调查研究中心、中国能源研究会地热专业委员会、青海省环境地质勘查局承办。

会上，中国地质学会地热专业委员会顾问、中国工程院院士曹耀峰以“推进中国干热岩地热开发的思考”为题，介绍了干热岩勘查开发现状，详细阐述了世界和中国干热岩的研究及开发进展、共和盆地干热岩的科技攻坚情况，建议要多措并举推动我国干热岩-地热的开发利用。

会议现场

据自然资源部中国地质调查局水文地质环境地质部水文地质处处长、青海共和干热岩科技攻坚战指挥部执行指挥长张二勇介绍，自然资源部、中国地质调查局、青海省人民政府高度重视青海省地热资源和干热岩勘查开发，希望在共和盆地尽快建立干热岩开发研究示范基地，推动干热岩勘查开发产业化，实现我国地热勘查开发高质量发展，有力支撑服务国家能源结构调整。

中国地质学会地热专业委员会主任委员、中国地质调查局地热资源调查研究中心副主任（秘书长）王贵玲介绍，目前已经建立了干热岩靶区评价指标，根据成因模式划分，完成了干热岩资源分类，圈定了干热岩重点靶区。今后应加强对西部干热岩的关注、东西并举，花岗岩与碳酸岩同步，青海共和盆地应快速发展建立示范工程，尽快启动西南增强型系统示范，探索京津冀地区灰岩热储开发，积极开展东南沿海干热岩勘查。

青海省地质调查局局长李世金介绍，自2013年以来，在共和－贵德盆地初步圈定干热岩远景区18处，总面积约3000多平方千米。其中恰卜恰地区施工了4眼干热岩勘探井，贵德扎仓沟地区实施了2眼干热岩勘探井，温度均在180摄氏度以上。地热－干热岩勘查取得初步成果，为青海省创建国家清洁能源示范省建设提供了一定的清洁能源保障。

东华理工大学校长孙占学教授介绍了干热岩型地热资源的放射性地球化学探测技术研究进展。

另有７位专家汇报了青海地热资源概况及勘查思路、地热资源助力雄安新区建设、地热开采研究、干热岩压裂可行性研究、干热岩地热开发研究新进展等。

在第一届地热青年论坛上，共有30位青年专业骨干围绕干热岩探测评价方法、水热型地热资源可持续开发利用、裂隙表征与渗流模拟、地热开发中的岩石力学问题等方面，汇报交流了各层面研究取得的新成果、新方法、新理念。会议对研究成果突出的青年颁发了获奖证书，鼓励地学科学青年学者成长，提升我国地热领域整体研究水平，加强科技创新，推动我国地热地质事业健康发展。

来自全国地热资源研究领域的单位及组织和中国科学院广州能源所、中国石油大学、中国地质大学（武汉）、东华理工大学等科研院所、高校的专家和青年代表及各省地勘单位的地热技术骨干300余人参加会议。

论坛现场。 张靖维 摄

专家在山东省文登—荣成—威海地区深部地热资源调查一线查看岩芯。 张靖维 摄

日前，由中国地质学会主办，中国地质学会地热专业委员会、山东省地质协会地热与矿泉水专业委员会承办的“干热岩勘查技术高峰论坛”在山东威海举行。论坛围绕我国干热岩领域的最新进展和成果进行交流，以推进干热岩研究领域最前沿的理论研究向成果转化，进一步推动我国干热岩领域技术创新。

专家研讨我国干热岩勘查开发现状

中国工程院院士多吉、武强，中国地质科学院水文地质环境地质研究所研究员王贵玲，中国石化集团新星石油有限责任公司总经理张召平等来自全国高校、科研院所、地勘单位的100余名专家学者共同出席了本次高峰论坛。

“我国干热岩资源分布广泛，在中国大陆，高温热显示主要出露在喜马拉雅地热带上，包括西藏、云南和四川西部地区，高温地热集中沿南北向断陷盆地分布。”多吉院士说。

多吉院士表示，中国工程院目前正在实施“我国干热岩地热资源调查与开发利用战略研究”课题，主要针对干热岩地热能资源勘查和开发利用问题，通过对我国干热岩地热能资源赋存概况和勘查、利用情况开展调查，分析我国干热岩地热能资源利用现状和存在的问题；研究国外干热岩地热能资源勘查及增强型地热系统开发对我国干热岩利用发展的启示；以典型地热田为代表，分析我国干热岩地热能资源勘查及增强型地热系统开发利用前景，为我国干热岩的合理开发与利用提供战略研究建议。

加强干热岩勘查技术攻关

“有些国家在干热岩领域已开展20~40年的探索，在干热岩勘查评价、热储改造和发电实验方面取得重要进展，我国干热岩勘查目前处于起步阶段。”中国地质科学院水文地质环境地质研究所研究员王贵玲表示。

“我国地热资源潜力巨大，岩热型地热资源潜力也很可观，大陆3.0~10.0千米深处干热岩资源总计约为2.52×1025J，约合856万亿吨标准煤，是我国2015年能源消耗总量的4000倍。但是岩热型地热资源开发面临技术难题，存在主要技术瓶颈，开发利用不足。”王贵玲说，“下一步我们要开展干热岩勘查开发关键技术研究，攻关形成热储改造和监测技术系列，选择共和盆地、羊八井等地区作为干热岩资源开发及增强型地热系统试验场地，实施热储建造、裂隙监测、试验开采等，掌握干热岩开发的核心技术，建成中国首个、世界领先的干热岩开发示范区。我国岩热型地热资源预计到2035年将获得快速发展。”

山东深部地热调查项目受关注

本次论坛组织专家学者到山东省地矿局第一地质大队“山东省文登—荣成—威海地区深部地热资源调查”项目进行实地考察。

“地热的开发利用对山东省打赢污染环境攻坚战，增加新的能源矿种具有重要意义。”山东省地矿局党委常委、副局长徐军祥说，“该项目是山东省地矿局第一地质大队在胶东地区施工的最深的地热勘探孔，钻孔设计深度达3000米，旨在通过勘探查明地热资源的地质条件，评价地热资源储量，为下一步合理开发利用奠定良好的基础。”

“早在2016年，山东省地矿局第一地质大队组织实施的‘山东蓝色半岛经济区干热岩资源潜力调查评价’项目，测温孔在2000米深度温度达到114℃，揭示了胶东地区深部地热资源的潜力。同样由该队实施的现场项目，技术先进，全孔取芯，地热显示明显。通过进一步研究，将促进深部地热资源勘查开发在山东地区的发展。”西北大学二级教授、博士生导师任战利说。

近日，自然资源部中国地质调查局地学文献中心编写完成了《美国“地热能研究前沿观测计划（FORGE）”犹他州Milford场地工作进展》报告。这是正在组织编写的全球典型干热岩/增强型地热系统工程系列情报研究报告的第二部，对美国犹他州FORGE项目的工作进展和成果进行了全面、深入的回顾总结，以期为中国地质调查局干热岩资源勘查与试验性开采科技攻坚战提供借鉴与参考。

该报告共分6个部分，重点介绍了美国能源部FORGE计划概况，以及犹他州FORGE项目在储层特征刻画、地质概念模型构建、地震监测、测试井钻探等方面的工作进展、成果和认识。

2015年4月，美国能源部启动FORGE计划，该计划旨在建立一个地下实验室来开展增强型地热系统的前沿研究以及钻探和技术测试，以形成可降低工业开发风险和促进增强型地热系统商业化的严谨、可复制的方法。除了场地自身的工作之外，FORGE计划还将致力于先进设备的研发、数据的采集、以及数据的发布，以实时获取和共享相关数据和工作成果。在开展创新性研究的同时，还将努力建立一个创新性的合作与管理平台。美国能源部部长Rick Perry指出“对增强型地热系统的关键投入将有助于促进美国在清洁能源创新领域的领导地位。针对地热能技术前沿领域的资助有助于丰富美国国内能源结构的多样性，加强美国的能源安全。”

经过近3年的工作，犹他州FORGE项目团队从5个团队中脱颖而出，获得美国能源部对其第三阶段为期5年工作1.4亿美元的资助。犹他州FORGE项目Milford场地位于盐湖城以南350km处，占地5km²，深度500m以下为结晶基岩（花岗岩和片麻岩），在不到3km的深度处温度就超过了175^oC。

经过第一和第二阶段努力，已完成的工作包括相关工作计划的制定，环境影响评价，地面微震监测台站的部署，地质概念模型的构建，基于地震、地质分析和模拟的综合场地特征刻画，基于钻探的全面场地特征刻画。第三阶段工作的重点将是通过研发项目的设立，为增强型地热系统储层的钻探、激发（压裂改造）和维护（保持裂缝网络连通性）寻求新的工具和技术方法，如能够长时间承受高温的工具，可提高钻进速度、改进地质导向及在极端环境中开展随钻测井的工具，智能示踪剂和其他裂缝量化表征方法，储层监测技术，储层建模和模拟方法。第三阶段计划钻2口水平井，目的是从井水平段的底部（远端）开始，逐步测试不同的水力压裂和支撑技术。此外，计划开展的试验还包括注入测试、井下设备的耐久性测试、腐蚀和抗腐蚀测试、化学激发试验、阻垢剂测试、除水以外的其他工质流体（CO2）和添加剂（如纳米颗粒）的测试、诱发地震活动的监测等。

英国海滩实景玻璃门

英国滑坡事故应急

●英国地质调查局未来10年科学计划提出了去碳化与资源管理、适应环境变化、多重灾害与风险等三大科技挑战。

●通过监测与预测、地质环境压力研究、资源环境恢复力研究和环境治理等工作，为人类社会基础设施和生物系统突发变化的脆弱性提供创新解决方案。

●开展多重灾害系统研究、灾害数据采集和可视化、灾害风险分析和风险的传播等工作，帮助提高自然灾害发生时的生存率和恢复力。

●继续开展海底观测站、火山观测站和地质灾害全球信息基础设施等其他研究基础设施的建设。

2018年10月，英国地质调查局更新并细化了2014年发布的《通往地球之门——英国地质调查局未来10年科学计划》。多年来，英国地质调查局在应用地球科学领域，在感知、认识和预测地球活动方面，为全球提供先进的研究解决方案，并在过去4年里取得了如下进展：位于柴郡和格拉斯哥的英国地球能源观测站的两个试验台使用高性能传感器系统和数据智能，实现从3D地质图和模型产品向实时地球科学数据信息转变，同时还为发展中国家处于各种复杂环境中的社区提供科学的全球化支持。

未来10年，英国地质调查局将迎接三大科技挑战：去碳化与资源管理，将为减排和能源生产、利用、分配的合理化，探讨地球科学解决方案；适应环境变化，将在自然环境和建成环境中，探寻可帮助我们适应环境变化的地球科学；多重灾害与风险，将调查地质灾害（干旱、洪水、山体滑坡、地震和火山爆发）如何影响人类的生命及财产安全，并提供能够确保恢复力和可持续性的解决方案。英国地质调查局预计未来10年将获得超过6亿英镑的资金用于开展各项研究活动，使最新科学战略能够提供专业、公正、创新的科学解决方案，在政府、公众、行业中发挥更重要的作用。

1 去碳化与资源管理

在英国及其他地方，实现电力生产、供热、交通运输和工业等领域去碳化是一项重大挑战，涉及关注地下和地球科学，如碳捕获、利用与封存，地下储能，地热能，低碳关键原材料和放射性废物处理。英国地质调查局将研究不同去碳化技术的可行性，同时对矿产与能源管理的需求进行审查。本项挑战确定了5个主题和17个子主题：

地质处置——放射性废物。高强度放射性废物（高放废物）的长期安全管理对核工业发达国家来说是一项日益严峻的挑战，并且随着核能在未来能源结构中发挥重要作用以应对能源去碳化，这一挑战将持续存在。对高放废物进行长期管理最主要的方法是深部地质处置，英国地质调查局正与合作伙伴着手解决关键的科学问题，包括应力状态、埋存历史，以及断层和裂缝的产生和行为带来的影响。其中，选址问题和地质环境息息相关，需要确定和评估可能对储库体及其周围地质、地表环境的长期完整性带来影响的地球科学因素，对论证选址安全性至关重要；需要了解近场（地质特征、水文地质动态）和远场（板块构造、气候）过程，以综合理解地下演变过程，以便对高放射性废物的长期安全性进行科学合理的评估。

地质处置——碳捕获与封存。碳捕获与封存技术被广泛认为是英国实现去碳化目标的关键技术。主要挑战包括降低碳捕获与封存经济模型的不确定性，降低整个供应链的风险，以及调查公众对碳捕获与封存的态度。这项工作中最根本的是要选择和表征那些能够预计实现永久密闭的地质场所，英国地质调查局将继续领导二氧化碳储库的选址和表征方面的工作，以识别英国可供封存开发者使用的场址资源。预计二氧化碳封存的部署速度将在未来20年内迅速增加，同期，随着油气田停产，预计石油和天然气基础设施将可用于二氧化碳封存。在不久的将来，了解未来封存需求（时间、地点、数量）和基础设施再利用的机会，可能是重中之重。

能量储存。包括储热、盐穴储能、地层储能、抽水储能。其中，在地层储能方面，将热量、气体或水注入多孔地层用于储热或储气，以减缓可再生能源生产的短暂波动带来的影响，并提高其供应的安全性。地质资源研究将与热量、水文地质、机械、化学和微生物研究同时进行，利用格拉斯哥和柴郡的英国地球能源观测站及其他地方的设施，评估一系列注入剂、压力、循环率的密闭性能、优化效果和发生泄漏的可能性。关于抽水储能，将开展适当的地质、岩土工程和地震学研究，以了解不同规模抽水储能的资源潜力。

清洁能源—供热—制冷。包括浅层地热、深层地热、海上选址三大内容。其中，在浅层地热方面，英国在利用浅层地下能源方面具有相当大的潜力，如开采低位热能、制冷和跨季节蓄热、开发区域供热网络、减少国内天然气消耗、缓解燃料短缺等方面。英国地质调查局通过利用格拉斯哥的英国地球能源观测站和其他设施，将开展对地质和水文地质系统以及热能性质的研究，以准确描述相关资源，并验证系统的潜在性能以支撑管控。而在深层地热方面，英国也具有开发此类资源的潜力，英国地质调查局将通过资源调查以及对烃源岩的裂缝、地球化学、水文地质、热性能的详细理解，将对直接从岩浆中提取热量以提高转化为电能的效率进行研究，来降低该行业的风险。

低碳世界的地球资源。一方面，英国地质调查着重研究烃类层系中的常规和非常规能源，将继续提供陆上和海上烃类层系的地质填图，并继续优化资源利用的热量、水文地质、机械、化学和微生物研究。同时，将继续开展降低未来勘探成本的大数据分析。如果政府允许开展此项活动，则柴郡的英国地球能源观测站还将进行一系列与页岩气水力压裂相关的实验和基线地下研究。另一方面，将研究低碳经济所需的关键金属，如一些金属原材料（钴、重稀土元素和铂族金属）等对低碳能源转型（电力和运输方面）发挥重要作用的主要金属的来源、迁移进行研究。同时，将利用现有的海洋钻探基础设施重点研究在岩浆热液矿床中的关键金属及其与全球构造的联系，进而实现对未来开发深海监测站点（“潜水艇”）的目标。此外，还将开展原材料库存及流动方面的课题研究，包括初级和二次资源的分布地点、产量与产地、精炼与消耗地点，以及初级（开采）资源与二次（可循环）资源如何交互，将继续全面监测全球矿产生产、贸易流量、矿产统计数据以及相关的分析和情景开发，包括循环经济、原材料供应安全和关键问题，除了国内，重点关注英国和欧洲。

2 适应环境变化

适应是对环境变化的响应，致力于降低人类社会基础设施和生物系统对突发变化的脆弱性。例如：即使温室气体排放量在相对较短的时间内稳定下来，全球变暖及其影响仍将持续很多年，必须加以适应。在发展中国家，适应气候变化尤其重要，因为它们可能首当其冲受到全球变暖的影响。在本项挑战中确定了四个主题和15个子主题，包括地质环境压力、表征资源恢复力、监测和预测、环境治理等方面：

其中，在地质环境压力方面，英国地质调查局将启动一些研究，探究水、陆地和海洋资源以及相关生态系统之间的多种压力是如何通过地上、地下环境系统，从而交互和级联的。这将促使包括水文地质学、土壤科学和滑坡建模在内的传统科学领域结合到一起，也将促进应用新的地表和地下监测技术、传感器技术和建模方法，研究未来如何可持续地管理这些压力组合。同时，作为可持续发展的一部分，将开发一种全系统化的方法途径来利用和管理地下空间。通过与世界各地增长型城市（包括英国、印度、越南）开展合作，该方法将有助于释放城市地下空间的经济潜力并最大化地为城市地下空间提供服务，不仅关系风险管理，也关乎增长所需的资源。此外，海洋对英国至关重要，蓝色经济既为资源勘查、经济活动提供了新的机遇，也为环境可持续性与海洋生物资源研究提供了机遇。英国地质调查局将制定一项名为“潜水艇”的新提案，将应用先进的勘探和环境自主机器人技术，以提高英国在最大限度利用海底地质环境方面的能力。

在表征资源恢复力方面，英国地质调查局将开展调查、数据收集、建模和解译，以评估变化和减缓不良情况。在整合所有海洋部门数据的基础上提供工具，为不同的应用型问题提供解决办法，为有效传播海洋空间数据提供协助，以支持海洋空间规划的制定并协助制定政策。同时，将在水质和水量、废物管理、交通和能源基础设施开发等方面对地下条件进行评估，从而为英国国内外铁路、公路、管道、隧道基础设施以及农村地区恢复力的发展提供支持。

在监测和预测方面，英国地质调查局将开发综合环境监测和传感系统，这些系统经过优化，可以测量与环境变化相关压力的参数和性质，以及测量这些压力如何随着时间的推移影响不同的环境区划。开发的系统将能够容纳下不同类型的环境数据（物理、化学、生物、行为）并包含对这些数据各种形式的表征（定量、定性、可变频率、精度和准确性）。同时，开发必要的工具来表征环境特征，以及测量变化和对干预措施的响应。

在环境治理方面，英国地质调查局将开发面向政策制定者和执行者的信息传播方法，为环境变化的减缓、适应、环境恢复力方面有效决策的制定提供支持。这是英国地质调查局科学研究的服务“前线”，涉及新的社会科学进展、新的伙伴关系，以及与公众、政府和机构的互动，为政策的制定和实施、经济的增长、民生福祉的增进提供支持。

3 多重灾害与风险

自然灾害（干旱、洪水、滑坡、地震和火山爆发）对经济增长、建成环境、生活和生计具有重大影响。世界范围内正在收集有关自然地质灾害的数据，并且在整合这些数据之后，可以进行更好地预测，而与社会科学家合作将使灾害信息转化为决策者和公众需要的风险信息。《英国地质调查局未来10年科学计划》在这方面确定4个挑战主题和10个子主题。

在多重灾害系统方面，由于许多灾害过程，如地下水灾害、地磁感应电流或火山灰都集中在流体物理现象上，为此，英国地质调查局将推进英国和国际上对“单一”灾害过程（例如岩崩或地震）的监测、分析和特征描述方面的技术发展，同时对多重灾害表征和级联效应之间的交互作用进行多个科学家群体的整合研究，以更好地提供灾害现状报告或灾害预测，提供灾害或多重灾害的发生概率、分布和规模方面的定制信息。

在风险分析方面，英国地质调查局启动研究灾害或多重灾害对暴露人群、社区及其资产的影响、脆弱性等，该分析用于研究在灾害事件中什么事物是可能损坏或丢失的，侧重研究处于风险中社区的社会属性和经济属性，以及他们的房屋或基础设施等实物资产。

在风险的传播方面，英国地质调查局将启动研究，增进对处于风险中的社区或社会（或其代表）的了解，从而实现行动或行为模式的改变。这些研究的一个重点是与受灾害影响的社区合作，特别是开展国际合作。这项工作的开展可能需要物理和社会科学家越来越多地联手。

在多重灾害数据科学研究方面，英国地质调查局将在灾害或多重灾害事件及其过程和影响的相关观测或监测数据采集和管理方面进行创新，将通过欧洲板块观测系统和极限地球项目数据管理平台进行商业安排。其中，可视化将包括在面临复杂的多重灾害的发展中国家应用智能手机和众包技术。英国地质调查局强调对基础设施研究的重要性，强调大型研究基础设施有助于提高调查、监测和实验的能力，吸引全球科学和专业人才，并有助于创新、实现商业化、扩大就业和促进经济增长。通过建设和使用基础设施，将形成对基础科学的支撑，进而推进国家公益科学与研究线路的整合。这也意味着制图和建模将从静态3D到动态4D实现跃迁式变化，并将越来越多地发布实时数据。而所有以上挑战，尤其是全球性灾害和风险，需要统计、预测和预报、人工智能和创新数据存储各方面的计算机科学专家，需要更加关注社会科学并与社会科学家进行更加深入地融合交流。对此，英国地质调查局将探索招聘社会科学家的方式，以及拓展合作伙伴关系和新模式，例如外包和全民共享。

4 迎接地质调查科技挑战

“第四次工业革命”的特点是技术融合，包括对机器人技术、人工智能、纳米技术、量子计算、生物技术、物联网、5G移动数据、3D打印和全自动驾驶汽车的融合。为此。英国地质调查局将创建一个新的综合信息“操作系统”，以持续地为全球地球科学的云平台提供信息，彻底改变数据的提供、预测和预报模式——并支持上述三大科技挑战和其他世界级的地球科学挑战。同时，利用新的操作系统和知识将这些数据集结合起来，提供从城市到大陆边缘各种比例尺的地质系统尖端信息。英国不同地区的经济驱动力正在迅速发展，英国地质调查局将开发各种途径为特定地区的需求提供最适合的定制信息，同时确保国家的地球科学框架得到加强。在国际上，将在英国海外发展援助计划的范围内与伙伴国家展开合作。具体来讲，英国地质调查局将开展包括数据科学和数据基础设施、建模、区域地质调查、新一代英国国家地质模型、地球科学和社会等方面的战略研究工作。

其中，在数据科学和数据基础设施方面，通过新数据和采集技术，显著提高影像的拍摄和传输能力，以更好、更详细地表征环境和地质体，并提高时间分辨率。其中一些技术将是新颖的，需要新的遥测技术或转用其他领域及行业获取的技术，从更深的地下探测信息。

在区域地质调查方面，将在英国和国际上启动地区层面的项目，将与各地区特有的一系列工业和可持续发展挑战相关联。比如：东北走廊项目，该项目将支持矿产、基础设施（公路和铁路）、建成环境、可能的氢经济、碳捕获与封存和页岩气工业网络。这些定制项目将与英国的区域产业战略、地方增强基金以及工业利益相关者的需求密切相关。类似的以工业为重点的项目将在英国和其他国际区域开展。这类区域工作将在英国的国家层面进行协调，以确保数据集之间的一致性，保证连贯性和在国家尺度上理解一致。

在地质模型方面，将开发新一代英国国家地质模型，重点关注英国的浅层地下模型和基岩体元模型。这些模型将建立在现有数据的基础上，并结合正在进行项目的新数据，特别是聚焦区域的地质调查数据。例如：新的英国浅层地下模型旨在开发用于模拟浅层地下结构和性质的新方法。通过使用地貌形态测量和数据分析技术，将推动地球科学的发展，形成对当前浅层地下模型的支撑，以期为未来开发增强型模型，发布新产品。此外，一个结合浅层和深层、区域和国家的地质模型，将提供可供外部利益相关者用于改进决策的3D框架；而对地面和地下传感器网络的不断改进和开发部署，将能够使所提供的数据从3D走向4D。

（作者单位：中国地质调查局发展研究中心）

近日，自然资源部中国地质调查局地学文献中心依托中国地质调查“地学情报综合研究与产品研发”二级项目，编写完成了《法国Soultz增强型地热系统项目进展综述》报告。这是正在组织编写的“全球典型干热岩/增强型地热系统示范工程系列情报研究报告”的第一部，对法国Soultz增强型地热系统项目近30年的工作进展和成果进行了全面、深入的回顾总结，以期为中国地质调查局干热岩资源勘查与试验性开采科技攻坚战提供借鉴与参考。

该报告共分6个部分，重点介绍了Soultz项目在储层建造、水力循环测试、监测等方面的工作进展和成果。

法国Soultz项目位于上莱茵地堑Soultz-sous-Forêts与Kutzenhausen之间，法国斯特拉斯堡以北50km。深度1.4km以下为结晶岩（花岗岩），且存在天然裂缝。该项目始于1987年，目的是通过人工建造深部热交换器来开采深部热储中的热能并用于发电，主要分为3个阶段：①第一阶段（1987-2007年），开展了文献收集、地震调查数据的再处理与解释、以及钻井准备等工作，完成了4口深井（最大钻深约5km，井底温度可达约200oC）的钻完井、井间水力和化学激发、以及水力循环测试等工作；②第二阶段（2007-2009年），在继续开展水力循环测试以及储层和流体特征监测的同时，利用有机朗肯循环装置建成了1.5MW增强型地热系统示范电厂；③第三阶段（2009年至今），开展了电厂的长期水力循环测试与监测，并进行了并网发电。

中外专家一起查看天津地热勘探井岩芯 。 关晓琳 摄

9月20日~21日，自然资源部中国地质调查局水文地质环境地质调查中心、吉林大学、中国地质大学（武汉）主办的地热国际研讨会在“中国温泉之都”天津召开。来自中国、美国、法国、新西兰等国家的200多位地热专家，分享了地热资源勘查开发利用的典型案例和最新科研成果，共同探讨了地热开发利用现状与趋势，为正在崛起的地热产业注入新活力。

多样化、高效梯级利用：世界地热能开发利用水平逐年提高

地热能是蕴藏在地球内部的热能，通常分为浅层地热能、水热型地热能、干热岩型地热能。国际能源署（IEA）、中国科学院和中国工程院等机构的研究报告显示，世界地热能基础资源总量为1.25×1027焦耳（折合4.27×108亿吨标准煤）。其中，埋深在5000米以浅的地热能基础资源量为1.45×1026焦耳（折合4.95×107亿吨标准煤）。地热能以其清洁、高效、可再生的优势，在未来清洁能源发展中占有重要地位，有望成为能源结构转型的新方向。目前，全球有效开发利用地热资源的国家已达80多个。地热能开发利用方式呈现多样化、高效梯级利用的特点——直接利用（供暖、康养、旅游、种养殖等）和发电。

在直接利用方面，截至2015年底，世界开发利用浅层地热能的地源热泵总装机容量约为5万兆瓦，占世界地热能直接利用总装机容量的71%左右；水热型地热能供暖装机容量为7556兆瓦，占世界地热能直接利用总装机容量的10.7%。

地热能发电是地热能利用的重要方式。2015年，世界水热型地热能发电装机容量为1.26万兆瓦。冰岛地热发电量占到全国总发电总量的30%，而且全国90%的房屋采用地热供暖。美国地热发电装机容量已达3500多兆瓦，正在实施的地热能前沿瞭望台工作计划到2050年将实现为1亿家庭提供绿色用电。

目前，干热岩型地热能的开发利用正处于试验研究阶段，它是未来地热能发展的重要领域。美国、法国等国家经过近40年的探索，在干热岩勘查评价、热储改造和发电试验等方面取得了重要进展，积累了一定经验。相比而言我国起步较晚，2012年，科技部设立国家高新技术研究发展计划( 863计划），开启了中国干热岩的专项研究；中国地质调查局和青海省地勘局在青海共和盆地组织开展了干热岩调查评价。

中低温地热供暖为主、发电为辅：中国地热能产业体系已现雏形

在政策引导和市场需求推动下，中国地热资源利用已经形成了以中低温地热供暖等为主、发电为辅的格局。尤其是在水热型地热能利用方面，以年均10%的速度增长，已连续多年位居世界首位。截至2017年底，水热型地热资源供暖建筑面积超过1.5亿平方米，浅层地热能实现供暖（制冷）建筑面积超过5亿平方米。

中国地质调查局水文地质环境地质部副主任吴爱民系统阐释了中国地调局联合国家能源局、中国科学院和国务院发展研究中心等机构发布的《中国地热能发展报告（2018）》白皮书。他介绍说， “十二五”期间，中国地质调查局组织全国60多个单位3000多名技术人员，完成了全国地热资源调查，对浅层地热能、水热型地热能和干热岩型地热能资源分别进行评价。结果显示，我国大陆336个主要城市浅层地热能年可采资源量折合7亿吨标准煤，可实现供暖（制冷）建筑面积320亿平方米；水热型地热能年可采资源量折合18.65亿吨标准煤；初步估算中国大陆埋深3~10千米干热岩型地热能基础资源量折合856万亿吨标准煤,其中埋深在5500米以浅的基础资源量折合106万亿吨标准煤。鉴于干热岩型地热能勘查开发难度和技术发展趋势，埋深在5500米以浅的干热岩型地热能将是未来15~30年中国地热能勘查开发研究的重点领域。

在上世纪70年代我国著名地质学家李四光倡议开展“地热会战”的京津冀区域，正凭借地热资源禀赋和开发基础，成为中国最大的地热城市群。截至2015年底，京津冀年利用浅层地热能建筑物供暖制冷面积为8500万平方米，约占全国的20%。天津市是中国中低温地热资源利用最好的城市之一，现有地热开采井466眼，地热供暖面积3500万平方米，占全市集中供暖面积的8％，主要用于供暖、生活用水和特殊用途等。河北省雄县供暖建筑面积达460万平方米，满足县城95%以上的冬季供暖需求，创建了中国首个供暖“无烟城”，形成了水热型地热能规模化开发利用“雄县模式”。

尽管我国地热能产业体系初步形成，但我国地热能发展也存在不充分、不协调的深层次问题，亟待解决。

一是对地热能资源勘查评价和科学研究不充分。我国进行过两次全国性地热能资源评价，仅对少数地热田进行了系统勘查，研究基础薄弱，分省、分盆地资源评价结果精度较低，与发达国家相比存在明显差距。二是对地热能产业发展初期扶持的政策不充分。目前，中央和地方政府出台了一些财政和价格鼓励政策，对加快浅层地热能开发利用及促进北方地区清洁供暖具有积极的引导作用，但政策不完善，执行不到位、不充分。三是地热能产业发展不协调问题依然突出。四是地热能资源管理制度不协调，缺乏具体可落地的管理手段和措施。

增强型地热系统：国际干热岩勘探开发的前沿成果令人耳目一新

增强型地热系统（EGS），即通过水力压裂等储层改造手段从低渗透率、低孔隙度的高温岩体中提取热量的工程，是从地球深部抽取地热能量的一个复杂过程。从1973年美国芬顿山EGS项目至今，已有8个国家形成了31项EGS示范工程，累计发电装机容量约为12.2兆瓦。

深部地热探测与干热岩资源开发正成为全球地热资源开发的热点和制高点，也成为这次研讨会广泛热议的话题。

本次地热国际研讨会吸引了美国地质调查局地质矿产能源与地球物理科学中心主任科林·威廉姆斯、美国地热能前沿瞭望台（FORGE）计划干热岩项目首席科学家约瑟夫·摩尔、法国苏尔茨干热岩商业化发电项目首席科学家阿尔伯特·金特尔等国际知名专家，他们结合干热岩勘探开发工程案例，介绍了地热（干热岩）EGS场地勘查选址、钻完井、高温测井、压裂造储、大地热流数据收集、地热田三维建模、注采开发诱发微震等技术问题以及研究新成果和新认识。

中国地质调查局水文地质环境地质调查中心张森琦分享的干热岩勘查成果令人振奋。2013年以来，中国地质调查局与青海省联合推进青海重点地区干热岩型地热能勘查，在共和盆地圈定出14处隐伏干热岩体，在盆地外围圈定出4处干热岩体，总面积3092平方公里。在其中一处干热岩体——恰卜恰干热岩体实施的勘探孔，3705米孔底深处的温度达到236℃。

与会各国专家表示，干热岩勘查与开发需要攻克许多难题，以美国地热能前沿瞭望台“FORGE”计划为例，主要有：高温结晶岩中的水平井钻进技术、低成本钻进技术、硬岩钻探新型完井方法和裂隙网络压裂技术、利用原生裂隙的应力场调整方法、诱发地震的预测和管控、热—力学—化学模型、微震事件与有效储层改造的平衡等。

在高温钻井方面，国外已形成了可满足260℃的完整的高温钻完井技术体系；美国等国家在探索试验激光钻井、热熔钻井、脉冲放电钻井等技术，其中任何一种技术开发成功，都将引起干热岩钻井的革命性变化，明显降低钻井成本。

在高温固井和高温测井方面，国外形成了适用温度高达350℃的固井核心技术，而且主要掌握在斯伦贝谢等几大国际油服公司手中。据悉，相关仪器设备如高温测井仪器售价高昂，外国公司不对外销售仪器，仅提供技术服务，而且服务价格很高。

在地热监测方面，实验性项目主要集中在地热井流体监测、热储改造诱发微地震监测、地热开采环境影响监测等方面。法国公司在莱茵地堑地区实施的苏尔茨增强型地热系统采用光纤传感技术进行了持续多年的温度监测，取得许多新认识。

政策激励科技创新：典型国家地热发展的有益经验值得借鉴

会议报告显示，世界主要资源国促进地热能产业可持续发展的许多激励政策和具体做法，对我国推进地热能产业加快发展具有重要的借鉴意义。

一是立法先行，理顺地热能管理体制机制。为了支持地热能产业发展，发达国家普遍通过立法来确立地热能法律属性，明确管理权责主体，理顺政府管理体制机制。

二是政策激励，推进地热能规模化开发利用。发达国家地热能产业发展具有鲜明的政府引导与政策引领特征。美国、德国等国家均出台了包括税收抵免在内的多项税收优惠政策，对地热能开发利用项目给予一定比例的财政补贴。

三是科技创新，推动地热能高效勘探开发利用。世界地热能发展典型国家均重视科技创新，通过加大科研经费投入、设立重大科技研发计划、组织联合研发团队等方式，持续推动地热能勘探开发利用颠覆性技术攻关，助力地热能产业提质增效。

四是国际合作，助力发展中国家地热能较快发展。发展中国家也高度重视地热能产业发展，通过吸引国外资金和先进技术开发利用本国地热能。

产学研用协同攻关：打造中国地热能全产业链

我国地热能资源雄厚，市场空间广阔，发展趋势良好，是极具发展潜力的朝阳产业。如何用好地热能这一“充电宝”，构建地热能全产业链，为我国高质量绿色发展和生态文明建设高质量发展注入“能量”，是行业内外一直关注且迫切需要解决的问题。专家们在演讲中纷纷对此提出建议。

中国科学院院士汪集旸在报告中抛出了“地球充电/热宝”新概念，引起与会者极大兴趣。他认为，可以将弃风弃光所产生的能量，以及分散在城市中的发电厂、污水处理厂余热等各种“废热”能量集中起来储存于地下并按需求取出加以利用。这种地热与其他可再生能源互补综合利用、实现较高能源使用效率的“地热+”模式，为我国北方地区可再生能源综合利用提供了新思路。

吉林大学许天福教授特别对我国干热岩地热产业发展提出建议。他说，干热岩资源潜力大，研发周期长，政府要加大投入，以高校与科研院所为依托，与企业紧密合作，实现“产学研用”联合攻关。在我国西部青海、西藏地区，加强高温花岗岩型干热岩EGS工程示范基地建设，使我国在该技术领域尽快达到国际同等水平。在我国东部华北平原、松辽盆地等地区，推进沉积盆地型干热岩示范基地建设。依托EGS示范基地，实现干热岩开发利用关键技术的集成及验证，研发单井封闭性干热岩高效换热开发技术等。

自然资源部中国地质调查局副局长王昆在讲话中提出的三项重点工作可谓及时回应了人们的关切。他表示，中国地调局将重点对目前还不具备商业开发条件、技术尚不成熟的深部地热能和干热岩组织科技攻关，近期重点开展3个方面工作：

一是加快推进深部地热资源勘查。中国地调局将深部地热勘查开发摆在与天然气水合物勘查开发同等重要的战略位置，加大资金投入和工作力度，部署开展全国深部地热资源勘查。根据北方地区冬季清洁供暖的需要，优先启动北方主要城市深部热储探测，推进地热资源高效开发利用。

二是实施干热岩资源勘查与试验性开发科技攻坚战。以青海共和盆地为试验区，联合地方政府、企业和科研院所，多方协作，研究热源机制，突破干热岩探测、高温硬岩钻探、储层建造、发电等关键技术，力争实现试验性发电，建成中国首个干热岩勘查开发示范工程和研究基地，为中国干热岩商业化、产业化开发积累经验。

三是搭建地热勘查开发科技创新平台，深化国际合作交流。组织实施地球深部探测计划，打造雄安新区和青海共和地热资源勘查开发国际交流合作平台，建立地热勘查开发国家级重点实验室，联合发起国际地热大科学计划。

中国地热勘探开发利用的第二个春天已经到来。

9月27-28日, 由中国地质学会主办，自然资源部中国地质调查局水文地质环境地质研究所、中国地质学会地热专业委员会、中国地质调查局地热资源调查研究中心、四川省地质工程勘察院、河北省地质学会承办的中国地质学会地热专业委员会2018年年会在成都召开。

中国地质学会地热专业委员会顾问、中国工程院院士多吉、曹耀峰，水环所和四川省国土资源厅相关负责人，四川省地质矿产勘查开发局和四川省地质工程勘察院主要负责人，以及来自全国130多家科研院所、大学、地勘单位的300余位代表参加会议。

多吉院士建议，开展西南、东南地区的中低温地热发电，可持续利用华北平原、关中盆地和松辽平原盆地区中低温地热资源，热电联产，建立地热综合利用模式；全面推进地热能资源综合利用，开发利用西藏、云南、四川和台湾等地区的高温地热资源，推进高温地热发电，因地制宜建立多能互补的发电格局。选择有利地段，开展增强型地热能系统研究。

曹耀峰院士提出，发展地热产业不仅对于调整能源结构、节能减排、改善环境具有重要意义，而且对于国家培育新兴产业、促进以人为本的新型城镇化建设、带动相关装备制造国产化和工程技术业务发展，以及对增加就业均具有明显的拉动效应，是建设生态文明、实现绿色发展的重要举措。“十三五”期间，地热产业将拉动直接投资4000亿元，并带动地热全产业链总投资超1万亿元；至2035年，将带动地热全产业链总投资将接近5万亿元。至“十三五”末，地热能年利用量相当于替代化石能源7000万吨标准煤，约占我国能源消费总量的1.46%，占非化石能源比重9.7%，对应减排二氧化碳1.7亿吨；至2035年，地热能年利用量相当于替代化石能源2亿吨标准煤，对应减排二氧化碳4.86亿吨。

自然资源部中国地质调查局水环部相关负责人对《中国地热能发展报告（2018）》进行了详细解读。解读中指出，《中国地热能发展报告（2018）》的推出，旨在搭建推进中国能源大转型与探索地热能产业健康、快速发展的交流沟通平台，期待能进一步激发社会各界，深入探索地热能行业改革路径，凝聚共识，协同发展。

根据中国地质学会地热专业委员会和中国地质调查局地热资源调查研究中心副主任（秘书长）介绍，我国地热资源禀赋良好，336个地级以上城市浅层地热能资源年可开采量折合标准煤7亿吨，可实现建筑物供暖制冷面积320亿平方米，水热型地热资源年可开采量折合标准煤19亿吨，干热岩资源总量初步评估达856万亿吨标准煤，西南地区水热型地热资源年可开采量折合标准煤1800万吨。我国大陆3000米至10000米深处干热岩型地热能总计约为856万亿吨标准煤，5500米以浅干热岩型地热能折合106万亿吨标准煤，地热能源可在我国未来能源结构调整后发挥重要作用。

此次年会主题是“科学认识新时期地热工作”，在为期两天的时间内，与会专家和代表围绕“地热资源成因机制、地热资源探测技术、地热资源评价方法、地热资源高效可持续开发利用、地热资源发展展望”五大主题，共同探讨地热资源开发利用领域的最新研究成果，促进地热资源科学高效利用，更好地推进地热学科的发展。

会议的亮点还在于增设了青年论坛分会场，10位青年学者将就河北省岩溶热储赋存规律及特征、中国和肯尼亚地热开发利用状况、京津石地热资源调查评价、川西高原高温地热水文地球化学研究等问题进行深入的交流和探讨。专家作为青年学术导师现场进行针对性点评，并为优秀青年颁奖。

会议由中国地质学会青年工作委员会、世界青年地球科学家联盟中国委员会、河北省地矿局第一地质大队、河北地质大学、自然资源部中国地质调查局成都地质调查中心、自然资源部中国地质调查局探矿工艺研究所、成都理工大学青藏高原资源环境研究院（地热中心）、四川省天晟源环保股份有限公司协办。

会议现场

青年学术论坛上专家为获奖青年颁发证书