地?zé)豳Y源開發(fā)利用

對我國開展高溫巖體地?zé)崮芾玫脑O(shè)想和建議

  我國于2005年制定了《中華人民共和國可再生能源法》,并于2006年1月1日開始實施。這是我國可再生能源領(lǐng)域的一件大事,也是我們研究、推動高溫巖體地?zé)崮芾?/a>事業(yè)要遵循的法律依據(jù)。
  《可再生能源法》立法的基本思路是建立總量目標(biāo),保障足夠的市場規(guī)模,以規(guī)模化帶動市場化,促進技術(shù)進步和成本下降;以技術(shù)進步和成本下降,提高經(jīng)濟性和競爭力,進而實現(xiàn)可再生能源技術(shù)的規(guī)模化和商業(yè)化發(fā)展。
 
  由于開發(fā)利用可再生能源是一項長期的任務(wù),許多可再生能源技術(shù)尚在發(fā)展之中,市場競爭力還不強,必須通過政府推動和市場引導(dǎo)相結(jié)合的方式促進其發(fā)展。
 
  因此,立法中體現(xiàn)了四個原則,即:國家責(zé)任和全民義務(wù)相結(jié)合的原則;政府推動和市場引導(dǎo)相結(jié)合的原則;現(xiàn)實需求和長遠發(fā)展相結(jié)合的原則;國內(nèi)實踐和國際經(jīng)驗相結(jié)合的原則。這些政策原則與指導(dǎo)思想,對指導(dǎo)高溫巖體地?zé)崮芾眉夹g(shù)開發(fā),使其逐步走上商業(yè)化、市場化的健康發(fā)展之路,同樣是有針對性和重要指導(dǎo)意義的。
 
  參照國外的做法,設(shè)想此項研究、開發(fā)與推廣大體分三個階段進行。
 
  熱普查計劃,勘查高溫巖體地?zé)崮苜Y源的分布。由中國科協(xié)牽頭在中國地?zé)?/a>學(xué)會下組成包括石油、地質(zhì)、電力機械等行業(yè)在內(nèi)的跨行業(yè)高溫巖體地?zé)崮芾?/a>協(xié)會,組織研討論壇,更廣泛地動員社會力量參與。
  第一階段,為試驗階段,用3~5年時間。
 
  (1)進行地質(zhì)研究、鉆井、井下作業(yè),造成較理想的地下?lián)Q熱構(gòu)造,完成水力循環(huán)試驗;首先鉆一口深4000~5000m的井,壓裂作業(yè)后,作為注入井;根據(jù)地下裂縫體系幾何形狀,再鉆兩口生產(chǎn)井,進行水力循環(huán)試驗。
 
  (2)與此同時,進行混合介質(zhì)二元循環(huán)發(fā)電裝置的研究、開發(fā)、制造、安裝、運行試驗。然后根據(jù)高溫巖體地?zé)醿?/a>水力循環(huán)試驗的結(jié)果,設(shè)計、制造深層地?zé)岚l(fā)電裝置(兆瓦級),并安裝、運行,取得機組和儲層長期運行的經(jīng)驗。
 
  (3)進行全國高溫巖體地?zé)豳Y源調(diào)查和評估。
 
  第二階段,工業(yè)化試驗和初步推廣階段,也用3~5年時間。
 
 
  (2)在前一階段若干先導(dǎo)試驗的基礎(chǔ)上,擴大試驗范圍。
 
 
  第三階段:工業(yè)化階段,3~5年的時間。
 
  (1)單機規(guī)模達到百兆瓦級,發(fā)電站規(guī)模達到千兆瓦級。
 
  (2)實施全國高溫巖體地?zé)崮馨l(fā)電計劃,在東部缺電地區(qū)大力推廣這一技術(shù)
 
  為此,提出以下一些初步建議:
 
  (1)高溫巖體地?zé)崮?/a>是可再生能源中具有獨特優(yōu)勢的能源,它具有零排放、無污染的特點,可以作為電網(wǎng)的基本負荷,長時期運轉(zhuǎn)。這項技術(shù)涉及相關(guān)學(xué)科有地?zé)岬刭|(zhì)、環(huán)境地質(zhì)水文地質(zhì)、地球物理、石油地質(zhì)、石油工程、熱物理、熱儲工程、電力工程、技術(shù)經(jīng)濟學(xué)、自動化控制、網(wǎng)絡(luò)及現(xiàn)代管理等,它是上述學(xué)科成果應(yīng)用的高度集成。為求得其發(fā)展,既要有政府機構(gòu)監(jiān)管、協(xié)調(diào)和規(guī)劃,又要有全國性的研究機構(gòu)和基地,并有眾多企業(yè)、學(xué)術(shù)團體和社團組織參加,如中國能源研究會地?zé)?/a>專業(yè)委員會、中國可再生學(xué)會等,形成廣泛的基礎(chǔ)。建議由國家發(fā)改委指定有關(guān)部門,制定中長期的高溫巖體熱能利用規(guī)劃,按規(guī)劃的總?cè)蝿?wù)由國家科技部門組織三個方面的研究:由石油部門結(jié)合油氣勘探,進行高溫巖體地熱儲層系統(tǒng)的研究與開發(fā)試驗;由電力部門、汽輪機制造研究部門聯(lián)合開發(fā)二元混合工質(zhì)的發(fā)電裝置;由國土資源部門,結(jié)合全國地?zé)?/a>普查計劃,勘查高溫巖體地?zé)崮苜Y源的分布。由中國科協(xié)牽頭在中國地?zé)?/a>學(xué)會下組成包括石油、地質(zhì)、電力機械等行業(yè)在內(nèi)的跨行業(yè)高溫巖體地?zé)崮?/a>利用協(xié)會,組織研討論壇,更廣泛地動員社會力量參與。
 
  (2)比較現(xiàn)實的做法是:依托各油氣田開展高溫巖體地熱能的調(diào)查和試驗。各油氣田在勘探開發(fā)油氣資源的同時向高溫巖體地?zé)?/a>延伸,應(yīng)該說有很多有利條件的,既有利于充分利用石油行業(yè)的技術(shù)資源,也有利于油田、油區(qū)、企業(yè)、社會的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。根據(jù)國外資料和我國的實際情況,實施中可以是油公司作為作業(yè)者,也可以是油公司作為投資者。溫家寶總理去年在大慶視察時指出要加強深部天然氣勘探,這個方向和我們提到的利用地層深部熱能的問題可以統(tǒng)一起來,向4000m 以下進軍,找到天然氣就是氣田,找不到氣就可以利用深部巖體的熱能形成“熱田”。
 
  (3)國家制定相應(yīng)的技術(shù)政策與鼓勵措施。
 
  深部地層的勘探鉆井投資力度較大。油氣資源勘探深層地?zé)衢_發(fā)極為相似,但地?zé)?/a>又有特殊要求,加強深部天然氣勘探是國家的重點,鉆油氣井有可能兼顧到地?zé)峥碧?/a>。建議從現(xiàn)在開始作為一項技術(shù)政策,做出相應(yīng)規(guī)定,在鉆油氣井時盡量兼顧地?zé)衢_發(fā)的要求,即在鉆完油氣目的層固井后加深一段裸眼,為地?zé)峥碧?/a>提供試驗條件。
  各種溫度的地?zé)崮?/a>都是大自然的寶藏,都可以加以利用(圖19)。高溫巖體地?zé)崮荛_發(fā)利用是一項龐雜的系統(tǒng)工程。由于地層深部熱能的普遍存在,使我們有充分的理由利用它來應(yīng)對當(dāng)前面臨的能源需求的挑戰(zhàn)、能源安全的挑戰(zhàn)、環(huán)境保護的挑戰(zhàn)。
 
  努力提高熱電轉(zhuǎn)換利用效率是這項技術(shù)成敗的關(guān)鍵之一。在現(xiàn)有的循環(huán)條件下熱能轉(zhuǎn)換為電能的效率比較低,熱、電比例有的是7∶1,有的是10∶1。對熱能的利用不能是粗放式的,應(yīng)當(dāng)有較高的利用率,必須采用梯級利用方式。可以根據(jù)不同地區(qū)、不同季節(jié)對供熱制冷的需求大力擴大使用范圍。經(jīng)過充分利用后,即使達到低溫熱源,還應(yīng)發(fā)展利用這種低溫熱源熱泵用于空調(diào),或用在種植業(yè)的各個方面,真正做到熱、電、汽聯(lián)合循環(huán)的梯級利用,爭取獲得較高的效率,設(shè)想的目標(biāo)是把熱利用率提高到60% 以上。
 
  總之,我們要有所作為,應(yīng)和兄弟行業(yè)攜起手來去創(chuàng)造高溫巖體地?zé)崮芾?/a>的輝煌未來,在貫徹國家能源發(fā)展戰(zhàn)略部署中,讓高溫巖體地?zé)崮?/a>以及其他可再生能源與化石能源一道,共同為國家的能源安全譜就一首和諧發(fā)展的交響樂章。
 
  古人云:“紙上得來終覺淺,絕知此事要躬行” 。我們收集匯總各方面的資料,形成這篇文章,還總是“紙上”的東西,熱切盼望能有嘗試實踐的機會。