2016年01月13日 星期三

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地热造时势 滩涂变桑田

来源:江苏地调院 作者:陈娟 发布时间:2014-04-28
  晨曦时分,伴随着轻柔的古典乐醒来,原生态湿地、碧水湖与高尔夫球场尽收眼底,远近温泉水气蒸腾而上,置身红瓦斜顶英国乡村风格的温泉酒店,远离喧嚣,幽静宁谧,芦苇荡漾,遐想连连,如临仙境。然而你能想象,这里不是异国他乡,而是建立在江苏南通如东沿海滩涂之上的小洋口国际温泉城。

  一半是海水一半是温泉

  就在几年前,小洋口还是一片一望无垠的滩涂,荒无人烟,无人问津。而2011年江苏省地质调查研究院负责监理钻成的一口1073米,出水水温76℃的地热井,使得这一万七千多亩的滩涂焕发生机。

  江苏省地调院地热中心主任杜建国介绍说:“当时打到1000米左右时,泥浆漏失严重,如果继续往下打,会造成埋钻等事故。为了施工安全,我们决定停止打钻,开始洗井。同时向开发商保证,水温不会低于50℃。结果令人惊喜,打出了76℃的地热。”

  小洋口1号井最大出水量3578方/日,根据医疗热矿水水质标准,水中氟离子、偏硅酸含量达到命名矿水浓度,偏硼酸含量达到有医疗价值浓度,该地热水可命名为富含偏硼酸的氟水、硅水。

  然而,江苏省地质调查研究院并没有居功自傲,并进行了深入的研究。江苏省地质调查研究院地热中心总工徐雪球说:“根据地热异常、水质特征和所处的地质构造环境,小洋口地区深部具备形成中温地热资源的地质条件。因此,我们提出将地热资源首先用于地热发电、取暖、烘干等能源利用,再将热能提取后的地热水用于理疗养身、种植养殖等综合开发利用,以此打造我省地热能综合利用示范工程的设想,得到了投资该地热开发项目的江苏洋通开发投资有限公司的积极响应。所以我们将2号井勘查目标定在90℃以上中温地热资源。”

  皇天不负有心人。2013年11月隆冬时节,如东小洋口开发区工地,92℃的热水喷涌而出,一团团白色雾气贴着地表溪流剧烈翻腾,云雾缭绕,极为壮观。小洋口2号地热井诞生了,井深2800米,出水量2480方/日。这是迄今为止江苏省第一口中温地热井,创造了江苏地热井出水温度最高纪录,也是目前中国大陆东部沿海地区出水温度最高的地热深井。据奥地利权威机构测试,该地热属全球前三大最具疗效的温泉水。

  毗邻全国第一人造大港的小洋口国际温泉城,一边是海水,一边是温泉,形成了一咸一淡、一冷一热的奇妙组合,无数游人流连忘返。

  两“泉”其美潜力无穷

  小洋口地区做过少量地热勘查工作,之前的地热井水温在42℃左右,均为低温地热资源。以往普遍认为该地区存在中高温地热水资源的可能性不大。从76℃再到92℃的地热井的成功出水,改变了人们的传统认识,为重新评价该地区地热资源拓展了新的思路,同时也为勘查开发江苏省中高温地热资源积累了宝贵的技术经验。江苏省地质调查研究院地热中心技术人员研究认为,这两口地热井在地质构造上位于通扬隆起与海安凹陷的接触带上,受断裂控制明显,浅表具有明显地热异常,呈带状分布。针对深部地质构造特点和地热资源条件,运用了有效的地球物理勘查方法组合,采用深孔测温方法圈定深部地热异常,利用高精度重力和微动测量技术推断热储层埋深,应用可控源音频大地电磁测量探测断裂位置和产状。通过分析研究,确定了地热井位置,终于打破了记录,钻成92℃地热深井。

  令人费解的是,这两口井相距仅2公里,水温却相差很大,那两口井之间有着怎样的关系呢?

  地热专家进行了地热成因探讨。徐雪球介绍说:“从成因类型分析,两口井皆属于对流型地热资源,即地热水由地下水经深循环加热后沿深断裂带上涌至浅部,蓄积于不同的含水层中,形成完整的水热循环系统。1号井的含水系统主要为断裂裂隙、基岩面上的古风化带和古近纪地层中的半固结砂砾层,2号井含水系统主要为古生代地层中的断裂裂隙。”

  “从两口地热井水化学特征对比,因受流体流经路径、赋存深度、温度以及与围岩溶解能力的影响,两口井地热水的主要阴阳离子、化合物含量及比重不完全相同,但其数据比较接近。水化学类型、矿化度、PH值亦基本相同,可以认为两口井的地热水来源于深部同一个热储(断裂带),即热源相同。在地热水上涌过程中,由于上涌深度不同,温度的衰减程度也不一样,这样就造成两口地热井出水温度不同。”原来两口井之间有着千丝万缕的联系。

  管中窥豹,可见一斑。资料显示,小洋口地区大地热流强,地温梯度高,是江苏省中低温地热资源最有潜力的地区之一,蕴藏有丰富的地热资源,初步推测异常区面积超过16km2,有望形成大型中低温地热田。预测地热资源量达3.62×1014KJ,地热流体储存量5.08×108m3,可采地热水1.55×104m3/d,可开采热量3.95×109KJ/d。

  温泉梯级利用走向“零”能耗

  温泉资源的梯级综合利用,即供暖、养生、游乐、养殖、种植、景观、回灌等多级利用,使地热资源得到充分利用,并减少地热流体直接排放污染环境等问题。通过综合利用,小洋口将成为温泉梯级综合利用示范区,同时也为创建国家生态旅游示范区奠定基础。

  著名地热学家、中科院院士汪集旸十分关注小洋口地热开发利用,他曾多次亲临现场考察地热。他说:“地热能已成为能源发展中不可忽视的可再生能源之一,其开发利用对地质环境没有任何影响。相对于风能、太阳能、生物质能,地热能最大优势在于稳定、连续和利用效率高,并且不受天气和季节变化影响,任何时候都能发电,可以避免风能、太阳能利用中产生的垃圾电。在节能减排的大背景下,应大力推进地热资源的开发利用,优化开发利用模式,实行梯级开发,建立地下、地面一条龙产业,实现能源利用效率的最大化。”

  汪集旸指出,“我国第一座地热发电试验电站广东丰顺地热电站与这里的情况差不多,利用的是91℃的地热水。自1982年建成容量为300千瓦的发电机组至今,已运行了32年,目前仍在运行。如东小洋口92℃的地热井同样可以建一座150-200千瓦的中低温地热发电站,建立城市绿色热网,从发电到取暖,真正实现全国首个零能耗建筑之梦。而小洋口地热田潜藏的地热能十分丰富,其科研价值也十分可观,可以设立院士工作站,以此搭建研发平台,吸引全球多领域的科学家前来研究,并将研究成果产业化。”

  利用中低温地热发电大有可为。我国高温发电技术已经比较成熟了,而中低温发电需要在关键技术上进一步突破,以解决其发电效率低的问题。如采用双循环系统,即利用地下热水间接加热某些“低沸点物质”来推动汽轮机做功的发电方式。一种利用超导介质高效提取地热能驱动发电机发电的地热发电系统正在研究开发中。

  杜建国告诉记者:“地热属于深部基岩裂隙水,其开发利用对地质环境没有任何影响,地热又是清洁可再生能源,应该大力鼓励发展,不能人为遏制。开发地热也符合地方管理规定及发展规划,更是社会经济发展的迫切需求。”

  徐雪球介绍说,下一步争取申请中央和地方财政资金资助,开展地热资源可行性勘查,探明该地区中低温地热资源储量,查明可开采量,有望钻成100℃以上的中温地热井。按照推测的可开采地热流体储量计算,可替代标煤4.92万吨/年;每年可发电1.62亿KWh;按照60℃利用温度估算可供暖面积约90万m2。如果得到充分利用,年可减少排放二氧化碳11.74万吨、二氧化硫836吨、氮氧化物295吨、粉尘394吨、煤灰渣49吨。与常规能源相比,仅节省的各项减排治理费用每年就可达2.16亿元,节能减排效益显著。

  东部沿海明珠滩涂华丽蜕变

  江苏,是我国滩涂最多的省,而这里的“造陆运动”速度惊人——每年“冒出”滩涂两万余亩。自1996年以来,江苏省已围垦开发滩涂180多万亩。江苏沿海地区滩涂资源是我国不可多得的土地后备资源,特别是南通北部沿海地区更具备大规模围垦的条件。南通人民沧海夺田的丰功伟绩向世人展示了滩涂围垦的巨大成就。到2020年,江苏将围垦开发滩涂约270万亩。

  小洋口国际温泉城所在的一万七千多亩地就是由围垦形成的,其位于如东县南黄海旅游度假区核心区内。投资该地热开发项目的江苏洋通开发投资有限公司充分挖掘当地地热资源,规划地热发电、地热供暖、地热务农、地热理疗、地热科研等综合利用示范工程,建设集温泉理疗、休闲游乐、运动健身、田园住宅、假日酒店、教育产业为一体的休闲温泉小镇。

  江苏洋通开发投资有限公司总经理魏文魁介绍道:“现在城镇化发展存在一个问题,就是产业基础。没有支柱产业,城镇发展将成为黑洞。我们打造的小洋口国际温泉度假城,就是以自主产业为导向,拥有地热、养生、养老、理疗、渔业、农业、教育、科研这几个支柱产业的国际温泉城。”

  ——盐碱地也有大作为。小洋口地区基本通过围垦形成,以盐碱地为主,生态系统比较敏感。应遵循生态优先的原则,实施环境优化和景观提升,并在生态承载力许可前提下,按照绿色环保、低碳清洁的要求进行规划,为建设陆海统筹的生态文明示范区创造条件。因此在绿化植被选择中,尽量种植耐盐碱的植物。如规划中的1500亩的玫瑰园,就选择了中邦玫瑰,与传统玫瑰相比,能抗盐耐旱、抗寒冷,且春夏秋三季开花。现已种植200亩4万棵玫瑰,建立了第一片中邦玫瑰示范基地,成功实现了抗盐碱的种植,并可加工玫瑰花茶、玫瑰精油和玫瑰饼。依托苏州农学院、上海交大和有关科研院所,正在组建玫瑰技术研发中心,与有关院校合作研发了化妆品、食品等多项产品技术。小洋口将打造玫瑰民族品牌、玫瑰文化品牌,让玫瑰之花溢彩中国。

  同时,尽可能保留基地内现状较好的林地、植被等。小洋口魔术林一带是天然的湿地公园,目前洋口地区已记录水鸟数量超过450000只,达到国际重要湿地标准,包括世界珍稀极危鸟类勺嘴鹬、国家一级保护鸟类黑嘴鸥等野生鸟类300多种。因此国际观鸟协会等观鸟爱好者趋之若鹜,更是吸引了美国前财政部长保尔森的到来。

  ——创造未来遗产。通过对区域环境的改造提升,突显围垦在新时代的新内涵,在盐碱地上创造一个新的自然遗产。“蓝色养生”体系,绿色、健康、智慧的旅游度假方式,将在小洋口地区创造一个预示未来的“后工业化”生活模式。与英国Felsted国际学校、奥地利比特集团旅游学校合作,创立文化教育产业基地,打造在黄海之滨可以传世的文化遗产。依托亚洲第一风能电厂和全国六大中心渔港之一的洋口渔港,建设“渔人码头”,并在北侧风电场区域,建设荷兰风情的“滨海牧场农场”,利用温泉、海水等资源种植海洋蔬菜及花卉等作物。同时,与东方第一大滩涂上的踩文蛤活动——“海上迪斯科”,及每年全国风筝邀请赛,哨口板鹞声震长空的“空中交响乐”相结合,开展马场、滑草等休闲运动项目,建立滩涂改良科技园、麦田怪圈艺术农业等。

  作为中国滩涂型海岸特质旅游开发的先行区,小洋口国际温泉城以地热为依托,创造令人耳目一新的“慢”生活品牌,以此领跑江苏沿海旅游资源开发,全力打造黄海旅游胜地。