1 地熱勘探開發(fā)現(xiàn)狀及地熱資源分布

中國地熱資源分布廣泛，主要分布在地殼活動帶和構(gòu)造活動區(qū)。地熱水主要分布在我國東部、南部和西南地區(qū)，地熱蒸汽主要分布在西北地區(qū)。同時，干熱巖資源主要分布在西藏、青海、新疆等地區(qū)。中國地熱勘探開發(fā)歷史悠久，但在資源量、勘探水平和開發(fā)利用方面與發(fā)達國家相比還有很大的差距。目前，我國地熱勘探開發(fā)主要集中在地熱能電站和地熱供暖方面。其中，地熱能電站主要集中在云南、西藏、海南等地，而地熱供暖主要集中在東北、華北、西北等地。地熱能電站是目前我國地熱勘探開發(fā)的主要形式，其技術(shù)水平已經(jīng)逐步提高。目前，我國地熱能電站已經(jīng)發(fā)展到了第三代地熱電站，具有較高的發(fā)電效率和穩(wěn)定性，見圖1。

圖1 我國中東部地熱資源主要開發(fā)區(qū)域分布

2 地熱資源勘探開發(fā)的重要性

地熱能是一種可再生能源，其能源來源來自地球內(nèi)部的熱量，不會因天氣或季節(jié)的變化而受到影響，有助于提高能源的可持續(xù)性。地熱能的開發(fā)和利用過程中，相對于傳統(tǒng)化石燃料，碳排放較低，有助于減緩氣候變化，并對環(huán)境產(chǎn)生較小的負面影響。地熱能可作為一種穩(wěn)定的基礎(chǔ)負荷電源，提供持續(xù)、可靠的能源，有助于平衡電力系統(tǒng)，減少對不穩(wěn)定能源的依賴。地熱資源的開發(fā)不僅有助于降低能源成本，還可以創(chuàng)造就業(yè)機會，促進相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，推動當?shù)亟?jīng)濟增長。地熱資源廣泛分布于地球各地，尤其在地熱活躍區(qū)域，可以更好地利用這些天然資源，減輕對其他能源的需求。地熱資源開發(fā)對于推動可持續(xù)能源轉(zhuǎn)型、減緩氣候變化、促進經(jīng)濟增長等都具有重要意義。

3 地熱勘探開發(fā)面臨的問題及挑戰(zhàn)

我國地熱資源量巨大，但還需要進一步加強資源調(diào)查，掌握更為準確的資源分布和儲量情況，以便進行更加有效的勘探和開發(fā)。與發(fā)達國家相比，我國地熱勘探開發(fā)技術(shù)水平還有很大差距。需要加強技術(shù)研發(fā)，提高勘探開發(fā)效率和水平。地熱能的勘探開發(fā)需要高昂的投資成本，因此需要政府給予更多的支持和資金保障。地熱能勘探開發(fā)可能會對周邊環(huán)境造成一定影響，需要加強環(huán)保措施，確保勘探開發(fā)過程對環(huán)境的影響最小化。中國地熱資源勘探開發(fā)仍有很大的發(fā)展空間和挑戰(zhàn)。為了更好地利用地熱資源，需要加強資源調(diào)查、技術(shù)研發(fā)、投資和環(huán)保措施等方面的工作。

相信隨著科技的不斷進步和政策的支持，中國地熱資源的勘探開發(fā)將會迎來更好的發(fā)展。地下結(jié)構(gòu)的復雜性使得準確勘探和開發(fā)地熱資源變得具有挑戰(zhàn)性。勘探和開發(fā)地熱資源需要大量資金。地熱開發(fā)可能對當?shù)丨h(huán)境產(chǎn)生影響，包括地下水和地表生態(tài)系統(tǒng)的變化。部分地區(qū)可能需要先進的技術(shù)來有效地利用地熱資源，這可能涉及到技術(shù)研發(fā)和實施的挑戰(zhàn)。

3.1 地熱資源勘探開發(fā)研究不足

與西方發(fā)達國家相比，我國的地熱資源勘探研究存在嚴重不足。首先很多基礎(chǔ)地熱地質(zhì)調(diào)查深度不夠，不僅無法全方位了解目標區(qū)域的地質(zhì)特征，還不能確定地熱資源的儲存量，對后期的資源開發(fā)與利用造成嚴重影響，加劇了地熱資源市場的供需矛盾。其次，我國的地熱資源勘探評價與地熱資源的開發(fā)利用不協(xié)調(diào)，尤其是在重開發(fā)、輕勘探理念的引導下，不合理開發(fā)、浪費、破壞地熱資源等問題頻頻出現(xiàn)，而這些問題將會影響地熱資源的勘探開發(fā)規(guī)劃、資源利用以及產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

3.2 地熱資源勘探開發(fā)利用水平低

與西方發(fā)達國家相比，我國的地熱資源開發(fā)利用水平偏低。首先，地熱資源的開發(fā)利用不成規(guī)模，無法實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。一些地熱資源開采企業(yè)尚未形成科學合理的生產(chǎn)布局、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和資源利用方式，難以提高地熱資源的開發(fā)利用經(jīng)濟效益。其次，部分地熱資源開采企業(yè)使用的生產(chǎn)工藝流程相對落后，開發(fā)技術(shù)也比較落后，管理模式不夠合理，導致資源利用率低、資源浪費等問題的出現(xiàn)。例如，某些地熱井采取了直供、直排的方式，其地熱資源利用率不足30%。

3.3 地熱資源的監(jiān)督管理不到位

目前，我國在地熱資源的監(jiān)督管理方面還存在很多不足之處。首先，我國尚未形成完善的地熱資源管理法規(guī)與標準，無法利用法律手段約束對地熱資源的破壞和浪費行為。其次，我國的地熱資源管理體制不夠完善，工作人員的工作職責不夠明確。如《中華人民共和國礦產(chǎn)資源法》和國際慣例指出，地熱資源需由地礦行政主管部門負責管理，但是某些地區(qū)卻按照普通水資源的管理方式管理地熱資源，導致了地熱資源管理的混亂。

3.4 地熱資源開發(fā)設(shè)備短缺

地熱資源的開發(fā)與利用，離不開相關(guān)工藝技術(shù)設(shè)備的支持。但是，設(shè)備短缺的問題在我國地熱資源開發(fā)與利用工作中普遍存在。首先，地熱資源的開發(fā)與利用設(shè)備研發(fā)速度較慢，很多地熱資源開采企業(yè)依然使用非常傳統(tǒng)的設(shè)備，設(shè)備研發(fā)能力偏低，尚未研發(fā)出能夠滿足地熱資源開采需求的配套設(shè)備。其次，國外的地熱資源開發(fā)與利用設(shè)備比較先進，但這些設(shè)備的引進需要企業(yè)投入大量的資金。

4 地熱資源勘探開發(fā)技術(shù)及模型建立分析

地球物理勘探使用地震、電法、磁法等技術(shù)，通過分析地下結(jié)構(gòu)來確定潛在熱源位置。這些方法提供了對地下巖石和流體性質(zhì)的重要信息。孔隙流體示蹤通過注入示蹤物質(zhì)并監(jiān)測其在井中流動，可以了解地下水流和熱傳導情況。這有助于評估地熱系統(tǒng)的可行性。

地熱井鉆探通過地熱井進行巖石和水文地質(zhì)勘探，獲取地下結(jié)構(gòu)信息。這是了解熱水循環(huán)可能性的重要手段。地熱溫度測量地下溫度，通過分析熱梯度和溫度分布來確定地熱潛力。這有助于識別適合地熱利用的地區(qū)。使用數(shù)值模型模擬地下熱流和熱水循環(huán)，以優(yōu)化地熱系統(tǒng)設(shè)計。這種方法可幫助預測系統(tǒng)性能和改進效率。熱泵技術(shù)利用地下熱能通過熱泵系統(tǒng)提供供暖和制冷。這是一種高效利用地熱能的方法，逐漸成為清潔能源系統(tǒng)的一部分。

這些技術(shù)的綜合應用可以提高地熱資源的勘探效率、可行性和可持續(xù)性。隨著科技的不斷進步，地熱勘探開發(fā)技術(shù)也將不斷演進，見圖2。

圖2 地熱資源循環(huán)示意

地熱資源開發(fā)模型的建立通常涉及以下幾個關(guān)鍵步驟：進行地質(zhì)勘探和資源評估，了解地下熱能儲量、溫度分布等關(guān)鍵參數(shù)，以確定資源的可行性和潛在價值。考察不同的地熱開發(fā)技術(shù)，包括直接利用地熱能（供暖、溫泉等）和間接利用地熱能（發(fā)電等），并評估其在特定地區(qū)的適用性。進行環(huán)境影響評估，考慮地熱資源開發(fā)可能對生態(tài)系統(tǒng)、水資源和周邊環(huán)境產(chǎn)生的潛在影響，確保可持續(xù)開發(fā)。進行經(jīng)濟評估，包括投資成本、運營成本、預期收益等，以評估地熱資源開發(fā)項目的經(jīng)濟可行性和回報期。研究當?shù)睾蛧覍用娴姆ㄒ?guī)、政策和市場條件，了解可能影響地熱資源開發(fā)的因素，確保項目的合規(guī)性和可持續(xù)性。考慮社會和當?shù)鼐用駥Φ責豳Y源開發(fā)的態(tài)度，進行社會影響評估，建立與當?shù)厣鐓^(qū)的有效溝通機制。利用建模工具對地熱資源開發(fā)過程進行模擬，通過優(yōu)化參數(shù)和方案，提高項目的效益和可持續(xù)性。綜合這些步驟，地熱資源開發(fā)模型的建立需要綜合考慮技術(shù)、環(huán)境、經(jīng)濟、社會等多個方面的因素，以確保項目的可行性和可持續(xù)性，見圖3。

圖3 碳酸鹽巖熱儲建模成果

5 未來地熱資源勘探開發(fā)方向

持續(xù)推動地熱勘探和開發(fā)的技術(shù)創(chuàng)新，包括提高鉆探效率、提升數(shù)值模擬精度以及改進熱泵技術(shù)等。對深部地熱資源的勘探將成為焦點，以滿足不斷增長的能源需求，需要深入了解地球內(nèi)部的熱結(jié)構(gòu)。強調(diào)可持續(xù)性開發(fā)，減少對環(huán)境的不利影響，采用更環(huán)保的技術(shù)和方法。將地熱能源與其他可再生能源整合，建立綜合能源系統(tǒng)，提高能源的可再生比例。使用先進的監(jiān)控技術(shù)，實時追蹤地熱系統(tǒng)性能，以提高運營效率和及時發(fā)現(xiàn)問題。促進國際間的合作，共享經(jīng)驗和技術(shù)，推動地熱資源的全球可持續(xù)開發(fā)。這些方向?qū)⒂兄谕苿拥責豳Y源的更廣泛、更有效的利用，以滿足可持續(xù)能源需求。

6 結(jié)束語

地熱資源是一種清潔型能源，在當今時代有著極為廣闊的應用前景。為了有效勘探開發(fā)地熱資源，加強環(huán)境保護，不僅要高度重視設(shè)備方面的研發(fā)工作，還需要制定完善的法律法規(guī)體系，加強地熱資源開發(fā)利用過程的監(jiān)督與管理。與此同時，還要從技術(shù)層面促進地熱資源開發(fā)技術(shù)的提升與轉(zhuǎn)型。