武汉中地地热资源勘探开发有限公司

中国是世界上最早开发利用地热资源的国家之一，早在春秋战国时期便有温泉洗浴的记载。但直到目前我国的地热资源的开发利用方面仍大多采用祖辈世代相传的洗浴、保健、养殖、采暖、制冷等直接利用方式，而利用地热发电的占比很小。地热直接利用虽然简便，但资源利用率低，平均不到30%。而现代化的地热发电利用率可达90%以上。

1904年意大利人首次利用地热蒸汽发电机点燃了4盏电灯泡，并于1913年建成了世界上第一个商业性的地热能发电站，揭开了人类利用地热发电的篇章。随后，新西兰、墨西哥、美国、日本、俄罗斯（前苏联）、冰岛、中国等国相继利用地热发电。

1960年美国在距离旧金山以北117km的盖瑟斯火山区建成第一个地热发电站，这一地区现在已经建成350多口地热井22个地热电站，总装机容量为1517MW。

中国第一个地热发电站于1970年在广东丰顺动工，当年年底建成投产，装机容量300k W。稍后又在江西宜春、河北怀来、山东招远、广西象州、湖南宁乡和辽宁盖州等地相继建成了6座装机容量为100~300k W的中低温地热电站，并在西藏的羊八井、郎久和那曲建造了三座MW级的中高温地热电站。然而，全国目前在运行的地热发电总装机容量基本上全部来自1975年投产随后几度扩容的西藏羊八井地热电站。

美国建造第一个地热电站仅比中国早10年，但美国现有80余座地热发电厂，总装机容量为3386MW，比中国高出140倍。不仅如此，据美国地热协会最近发布的报告表明，美国目前已经确认的在建地热发电项目装机容量为2511~2606 MW。

除了美国和意大利以外，菲律宾、印度尼西亚、墨西哥、新西兰、冰岛和日本等国也是地热能源开发大国。目前全世界利用地热能发电的国家共有24个，在运动的地热发电总装机容量为11.45G W。美国位居全球第一，中国位居第18位。

纵观国际和国内地热资源开发利用的历史、现状和发展趋势，提出了加快我国地热资源勘探开发的4条建议供学界和政府决策部门参考。

地热能源开采摸清家底，科学规划

建议强化钻孔地温测量和大地热流测试，开展地壳热结构分析等基础地热研究，通过立法和制定行业规范，构建国家地热数据库，为科学规划提供数据支撑，以避免政府部门或行业制定规划时脱离实际，减小地热能源开发的风险性。为了对地热能源开发潜力做出客观评价，美国能源部委托麻省理工学院牵头，组织了由12个单位18位专家参加的研究组，全面细致地分析了地热能源开发的方方面面，进而令人信服地对资源潜力进行了评估。最近我国地热工作者也评估了我国大陆地热资源潜力，得出了~10km深地热资源可采量相当于2010年全国总能耗的4400~5300倍的结论，但是中美两国地热能源开发潜力评价的数据基础存在着重大差距。比如，大地热流量是评估地热能源储量的一个重要参数，虽然中美两国国土面积相当，但美国已经取得了58000多个大地热流数据，而目前公开发表的中国大陆地区热流数据还不足1200个。

建议结合正在实施和即将实施的国家重大地学项目，加速开展地热基础研究和地热能源开发实验。比如，在“地壳探测工程”重大专项中设立大地热流和岩石圈热结构探测子工程，系统探测地下不同深度温度分布和大地热流的变化特征，探索地球内部能量的产生和运移机理，着重研究地热资源的形成条件和分布规律，客观评估我国高温地热能源开发潜力。此外，还应该尽快建立国家地热数据库系统，切实落实地热相关数据的社会共享，拆除个人和单位的资料壁垒。国家地热数据库的建立不仅有利于提高地热能源勘探效率和发现隐伏地热田，减小投资风险，吸引地热投资，而且还将有利于提升科学数据的经济和社会价值，提高科技工作者的社会责任感和科学严谨精神。

地热能源开采东西同行，干湿兼顾

这里的“东西”指东部和西部地区，“干湿”则指干热岩和常规水热系统。我国超过100℃的高温热泉大多分布在西藏、四川和云南西部边陲，毋庸置疑，西部地区具有丰富的水热地热资源。东部地区虽然缺乏高温热泉，但不乏中低温温泉，而且新生代火山活动强烈，尤其是在东北地区，包括长白山火山、五大连池火山、镜泊湖火山、锡林火山、大同火山等在内的第四纪火山群密集分布。火山喷发是炙热岩浆由地壳或上地幔深处向地表运移的结果，必然伴随着地球内部热量向地壳浅层的转移与富集。不仅如此，我国东部还广泛分布着大规模的花岗岩体。地球内部巨大的热量约一半来自于地球形成过程中积累的行星演化余热，另一半则来自于岩石中铀、钍、钾放射性同位素的衰变。而在地壳各类岩石中，花岗岩的放射性元素含量最高、生热率最大。强烈的新生代火山活动和广泛分布的花岗岩体预示着我国东部可能存在丰富的干热岩资源。在继续扶持西部高温水热系统地热资源开发的同时，应该重视能源需求旺盛的东部地区干热岩增强 型地热系统的开发潜力。

目前地学界对于地热资源的认识可能存在两个误区：一是认为我国地热资源以中低温为主，二是认为位于喜马拉雅— 地中海地热带的西部边陲是我国仅有可以发展地热发电的地区。造成这两个误区的同一根源是简单地把地热资源等同于常规地热水热系统，忽视了地下深处高温岩石巨大的能源开发潜力。具有地表高温水热活动的西藏、四川和云南西部地区固然是我国重要的地热带，但中国大陆地区大地热流分布具有东高西低的区域特征，东部地区具有强烈的新生代火山活动和大量的花岗岩体及温泉分布，其深部高温地热资源的开发潜力不容低估。我国西部边陲人烟稀少，能源需求相对较低。这些地区地热自然景观的第三产业经济价值不亚于地热能源开发的经济价值，而且地热能源开发还面临与风电、太阳能发电和小水电的竞争。相比之下，我国东部地区人口密度大、经济活动强盛、能源非常短缺，因而迫切需要发展原地新能源，且应该成为我国开发深层高温地热资源的首选 地区。

地热能源开采盆山并重，工程示范

从资源储藏到勘探开采技术，油气资源与地热资源一脉相承，以油气工业带动地热产业顺理成章。我国沉积盆地尤其是东部含油盆地如松辽盆地和华北盆地，地温梯度大，地热资源丰富，地球科学界习称“热盆”。热水是许多油气田的副产品，油热联产潜力巨大。此外，老油田区具有地热开采所需要的地质、地球物理和地球化学资料，油田废弃钻孔可以改造用于地热开发。还可以利用油田设施、技术、资料高效开展EGS实验。

火山活动是最强烈的地热显示，胜过于任何水热显示。无论是天然的水热系统还是增强型地热系统，新生代火山活动构造区都是高温地热能源开发最具吸引力的地区，因为这些地区在相对较小的深度内就能获得很高的温度。实际上，世界上MW级的大型地热发电厂大多建造在火山活动区。要推动我国地热能源开发快速发展，亟须在我国东部地区特别是在东部新生代火山活动构造区探测岩石圈热结构，查明地热资源储量。由麻省理工学院牵头编写的评估报告《地热能源的未来 —21世纪增强型地热系统对美国的作用》发表以后，美国能源部高度重视，已经斥重资致力于与产业界密切合作打造多个EGS示范工程。

比如位于俄勒冈州的纽贝里（Newberry）EGS示范工程预算为4380万美元，其中能源部资助2145万美元，其余由企业Alta Rock能源公司承担。中国的地热能源产业目前还不成规模，更需要政府给予大力扶持。建议尽快在我国东部地区选址启动地壳深部高温发电示范工程，检阅我国深部高温地热能源开发综合实力，充分展示地热新能源的巨大开发潜力，孵化和引导我国规模化地热新能源产业的健康发展，其对于摆正地热新能源的地位，以及促进国家新能源的协调发展将具有深远意义。

地热能源开采内联外合，跨越发展

在国内新能源行业中，地热是弱势，地热学界和产业界需要抱团取暖。在国际地热能源产业中，中国也是弱势。虽然早在上世纪70年代初中国便开始利用地热发电，但过去30多年，当国际上地热能源开发和发电技术特别是干热岩开发及随后出现的增强型地热系统技术高速发展的时候，中国的地热资源开发却几乎完全沉浸在传统的中低温水热系统的直接利用中，地热能源（发电）开发基本上停滞不前，且已经严重落后。要赶超世界地热能源开发的先进水平，除了需要整合国内相关单位和企业的人力、物力和财力，加快地热专业人才培养以外，还需要积极开展国际合作，尽快引进国外的先进地热资源理念和开发技术。内联外合，直面挑战，充分发挥产学研优势，中国地热学界和产业界才能抓住机遇，实现跨越发展，让地热资源更好地为中国社会经济可持续发展加温，为人类造福。

地热资源勘探方法有地球物理方法和地球化学方法两大类。地球物理方法有地表温度测量、热流测量及电法、重力、磁力和地震勘探。它和其他资料(地质、地球化学的)综合起来，能使孔位较准确地定在理想的位置上。地球化学是地热普查勘探中最便宜和最有效的工具之一。它的任务是分析天然热泉或沸泉的化学成分，从而为确定是否要进行钻探提供重要指导。钻探后，直至热田开发，化学探测也始终是了解地热田的重要手段。

为了评价地热资源，选择和确定计算参数是十分重要的。待定参数的内容包括:热储层的埋深；热储温度；热储面积；热储厚度；渗透率；热储的平均热容量、孔隙度和容积系数；放热量等。根据这些参数，就可以采用常见的评价方法(地表热流量法、平面裂隙法、岩浆热平衡法、体积法或断面流量法)来评价地热资源 。