三门峡地热资源的综合开发利用分析
摘 要：结合我国地热资源开发利用的现状，分析了三门峡地热资源的地质环境条件，提出了建立三门峡地热开发综合利用示范区的构想，指出开发过程中需要注意的问题，为地方政府在开辟清洁能源、新农村建设及旅游资源开发等提供借鉴。
关键词：三门峡;地热资源;综合;开发利用;分析
由于人类活动的影响,全球大气二氧化碳、甲烷和氧化亚氮等温室气体浓度显著增加,气候变化引起了气温增高、海平面上升、极端天气与气候时间频发等问题,对自然生态系统和人类生存环境产生了严重的影响。气候变化问题引起了全世界的广泛关注,成为当今人类社会亟待解决的重大问题。为了免受气候变暖的威胁,我国于2002年8月核准了旨在限制温室气体排放量以抑制全球变暖的《京都议定书》。扩大能源来源、改变严重依赖煤炭和石油的能源结构是减少温室气体排放量、解决全球气候变化问题的途径。2009年在哥本哈根召开的世界气候大会也把减排作为一项重要议题。作为新型能源之一的地热资源,开发利用过程具有低成本、可持续利用和环保等其他能源不可比拟的独特优点。地热资源的开发利用,对于改善能源结构,解决日趋严重的全球环境问题具有重要的意义。
1 我国地热资源开发利用现状
据统计,到2005年,我国直接利用地热资源的热能为12604.6GWh,设备容量3687MWt,分
别居世界第一和第三位。同时,我国地热开采利用量以每年10%的速度增长。目前,我国地热资源主要应用于以下方面:
1.1 地热发电
我国拥有150℃以上高温水热系统的温泉区近百处,主要集中分布于藏滇地热带和台湾地热带。20世纪70年代我国建设了多处中低温地热发电站。并开始利用高温地热资源发电,先后在西藏羊八井、朗久建工业性地热发电站。
1.2 中低温地热直接利用
我国中低温地热直接利用主要在地热供暖、医疗保健、洗浴和旅游度假、养殖、农业温室种植和灌溉、工业生产、矿泉水生产等方面。并逐步开发了地热资源梯级利用技术、地下含水层储能技术等。目前,在全国地热水利用方式中,供热采暖占18.0%,医疗洗浴与娱乐健身占65.2%,种植与养殖占9.1%;其他占7.7%。
1.2.1 地热供暖。集中在北方的北京、天津、西安、郑州、鞍山等大、中城市以及黑龙江大庆、河北霸州、固安、牛驼镇等油区城镇,开发利用60～100℃的中低温地热水、热尾水和浅层地热能。北方利用地热采暖,已取得良好效果。地热流体中具有较高的温度、含有特殊的化学成分与气体成分、少量生物活性离子及放射性物质等,对人体各系统器官功能调节具有明显的医疗和保健作用。据统计,用于医疗保健的地热田在全国已有126处,遍及全国20多个省(区、市)。
1.2.3 洗浴和旅游度假。利用地热水进行洗浴,几乎遍及全国各省(区、市)。全国开发地热水用于洗浴的水量估计每年约1.38亿m3,利用地热能716.45MWt,即每年相当于节约或减少了77.1万t标准煤用量,为4亿人次提供了地热水洗浴。我国藏南、滇西、川西及台湾一些高温温泉和沸泉区,不仅拥有高能位地热资源,同时还拥有绚丽多彩的地热景观。如:云南省腾冲是保存完好的火山温泉区,拥有火山、地热景观及珍贵的医疗矿泉水价值;台湾省的
大屯火山温泉区也是温泉疗养和旅游观光胜地。
1.2.3 养殖。北京、天津、福建、广东等地起步较早,现已遍及20多个省(区、市)的47个地热田,建有养殖场约300处,鱼池面积约445万㎡。此外,还有地热孵化禽类、地热烘干蔬菜、地热水加温沼气池与牲畜洗浴池等,也取得良好效果。
1.2.4农业温室种植和灌溉。利用地热资源非常适合生物的反季节、异地养殖与种植。利用地热能可以为温室供暖,地热水中的矿物质还可以为生物提供所需的养分。据统计,全国现共有地热温室和大棚133万m2。我国温室种植开采利用地热资源折合标准煤21.5万t/a,占地热资源年开采总量的3.4%。
1.2.5 工业生产。目前主要用于纺织印染、洗涤、制革、造纸与木材、粮食烘干等,部分地热水还可提取工业原料,如腾冲热海硫磺塘采用淘洗法取磺,洱源县九台温泉区挖取芒硝和自然硫。华北油田利用封存的油井深部奥陶系进行地热水伴热输油,完全替代了锅炉热水伴热输油,取得了明显的经济、社会效益。
2 三门峡地区地热地质条件
三门峡市地处豫、陕、晋三省交界处, 陇海铁路、310国道、连霍高速公路横贯东西, 209 国道纵穿南北,交通便利。所处大地构造部位属中朝准地台华熊台塬坳陷崤山—鲁山拱褶断束中的灵宝—三门峡断凹。崤山—鲁山拱褶断束整体为北西西向大型复背斜隆起带，构造线方向为北西西向。燕山运动以来，强烈的断裂活动，不仅使原有的近东西向断裂重新复活，而且产生了大量的北东向、北北东向大断裂，沿大断裂形成灵宝—三门峡断陷盆地。新生界沉积厚度500—3500m。在市区西南的隆起构造部位陕县大营镇温塘有温泉出露, 水温 61℃,并在温泉附近打出多口地热井, 水温29～61℃,水质较好;在卢氏县汤河温泉出露，灵宝城区及陕县均对深层地热进行了一定开发。
3 建立三门峡地热开发综合利用示范区的构想
3.1打造三门峡开发区—陕县温塘地热产能集聚区，根据三门峡和陕县地热资源分布情况，建立三门峡开发区-陕县张湾-温塘地热综合利用示范区，通过对陕县温塘附近客房、餐饮(含高阳山)、疗养院、道路交通的升级改造，建成以温塘为主集客房、餐饮、温泉康体、娱乐休闲、大型会议及商务培训等功能于一体的综合休闲会馆区。开发区-张湾-温塘除继续做好地热供暖、空调外，规划建立特色农业生产区，通过地热水循环利用扩大反季节蔬菜生产，改善农业结构和增加农民收入，实现经济效益和社会效益最优化。并可扩大到种植名品花木、养殖热带鱼、牛蛙、繁殖鱼苗等，使地热能真正成为三门峡的一种产业链条。
3.2 开发三门峡景区地热资源，提升景区配套功能。在灵宝函谷关景区、拟建三门峡大坝沿黄地质公园景区开发地热资源，打造具有休闲品味、文化内涵和生态环境的温泉度假旅游胜地。
3.3 改造卢氏县汤河温泉功能设施，提升温泉品位，将温泉泡汤与当地民俗巧妙结合，开发该温泉特有的医疗功效，以其浓郁的田园气息，移步异景的山色风光，修身养性等各得其所用，充分发挥其源远流长的温泉文化。
4 开展农村地热资源开发利用，推动新农村建设
地热资源在大中型城市中已得到规模开发利用，但在农村还是空白，开展农村地热资源利用前景广阔，社会经济效益明显。
4.1 开展村镇连片或单户供热和空调的应用研究
在农村城镇中进行地热能开发，自家院落即可利用，占地少、效能高、效果显著，运行费用经济。
4.2 开发利用农村地热旅游业
开发以农村城镇为中心的地热旅游资源，不仅可以丰富三门峡旅游业的内容，多培养一个新增长点、新品种，也为振兴地方经济起到促进作用。
4.3 以“一热多用”发展高效农业
一热多用，提高热利用率，发展高效农业，如大棚种植反季节果蔬、花卉种植、养殖和冷库储藏保鲜等。
总之，加强地热在农村地区的应用，可以创新农业技术体系，改善农村人居环境和种植业、养殖业结构，推动新农村建设。
5 开展地热采集与回灌技术的研究
主要开展陕县温塘地热地下水位恢复回灌研究和地热开发利用回灌技术研究。
6 开展地热资源开发利用保护管理规程的研究
通过研究，制定《三门峡地热资源管理办法》，把地热资源拉入矿产资源管理，建立地热井动态监测系统，建立地热系统模型，研究地热回灌配套工程，以保证地热资源的合理和可持续利用。
7 开发过程中需要注意的问题
7.1 加强地热资源勘查,掌握三门峡地区范围内地热资源分布及开发利用现状,为各级政府进行地热资源评价、论证和区域性地热田勘查评价提供基础性数据,为地热资源勘查开发规划的制定和地热产业发展提供科学依据。
7.2 建立地热资源信息数据库与管理系统,为科学规划与指导我国地热资源勘查开发有序发展提供技术资料。
7.3 加强地热资源相关技术的科学研究,支持地热资源开发利用关键技术的攻关,完善地热资源开发利用技术方法,使地热资源能更好的应用于社会生活的各个方面。
7.4 严格执行浅层地热能勘查评价的相关规范,统一开展勘查评价工作。建立必要的市场准入制度,维持浅层地热资源开发利用的可持续性,减少开发风险,取得浅层地热能开发利用最大的社会经济效益和环境效益,并保证资源的可持续利用。
7.5 加强对地热资源开发利用的统一管理,对地热资源开发利用制定必要的规程规范,逐步形成地热资源开发利用的规模化、产业化。开展相关技术应用及节能环保的教育培训,提高工作人员的资源保护意识,从而不断提高地热资源利用率。
7.6 对地热资源开发利用的相关管理部门明确监管责任,避免行政部门职能交叉。对工程实施单位建立资质管理制度,加强监管力度。同时对相关技术人员进行培训,保证技术人员的技术水平与工作质量。
8 结束语
总之，将三门峡地热资源综合开发利用，打造以地热产业为核心的旅游度假、田园观光园、商务会展加温泉、花卉种植、农业种植、医疗保健等多样的地热生态区，做大做强地热产业链条，形成以地热资源为基础的新经济增长点。
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