地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用

呼和浩特地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀及前景分析

  地?zé)崮?/a>是指在當(dāng)前的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和地質(zhì)環(huán)境條件下能夠科學(xué)、合理地開(kāi)發(fā)出來(lái)的,地殼巖石中的熱能量和地?zé)崃黧w中的熱能量及其伴生的有用組分。地?zé)崮?/a>按溫度可分為高溫、中溫和低溫3類; 按儲(chǔ)存方式可分為熱水型、蒸汽型、地壓型、干熱巖型、巖漿型5 類,由于技術(shù)、成本等原因,目前人類開(kāi)發(fā)利用地?zé)豳Y源主要為熱水型和蒸汽型; 按開(kāi)采深度可分為深層地?zé)崮?/a>和淺表層地?zé)?/a>能[3 - 4]。地?zé)?/a>能可應(yīng)用于直接發(fā)電、雙循環(huán)發(fā)電,熱水直接供暖,地源熱泵,農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖,工業(yè)熱加工、脫水、干燥、鹽回收,醫(yī)療,溫泉旅游等,具有清潔、高效、儲(chǔ)量巨大、分布廣泛、持續(xù)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。
 
  隨著地?zé)?/a>勘測(cè)、開(kāi)采和應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展,地?zé)崮?/a>逐步得到應(yīng)用推廣,在優(yōu)化能源結(jié)構(gòu),減少碳排放,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮出越來(lái)越多的作用。
 
 
 
  呼和浩特地區(qū)位于呼包盆地東部邊緣。呼包盆地位于華北臺(tái)地北緣,屬中新生代斷陷盆地,且為階梯式斷陷盆地。該盆地呈長(zhǎng)條狀分布,基底埋深由中部向兩側(cè)變淺,區(qū)內(nèi)無(wú)年輕的酸性巖漿巖,其熱源主要來(lái)自地球內(nèi)部,屬于正常增溫傳導(dǎo)加熱,局部有水熱對(duì)流,地溫梯度為3 ℃ /100 m。其中呼和浩特市區(qū)至哈素海一帶具有儲(chǔ)存地下熱水的條件: 地下深2 800 ~ 3 000 m 處,有200 ~ 300 m 厚的大理巖層存在,大理巖中有豐富的溶隙溶洞,可以貯存大量的地下水地下水沿?cái)嗔褞Ы?jīng)深部循環(huán)后,可被加熱至90 ~ 100 ℃。據(jù)水文勘探資料,呼和浩特西瓦窯一帶有地?zé)?/a>異常顯示,1999 年在內(nèi)蒙古地質(zhì)勘查局院內(nèi)施工的地?zé)峥? HR1) ,井底水溫89 ℃。
 
  呼和浩特地區(qū)構(gòu)造較復(fù)雜,斷裂比較發(fā)育。根據(jù)重力、地震、航磁等分析,呼和浩特市區(qū)有構(gòu)造斷裂10 條,東西向或近東西向斷裂為主要斷裂,北東、北西向斷裂為次要斷裂,這些斷裂構(gòu)成了呼和浩特地區(qū)良好的地?zé)嵬ǖ?。特別是由于北部距山前斷裂較近,地層節(jié)理裂隙發(fā)育程度較好,更有利于地下熱水儲(chǔ)存。
 
  1. 2 地熱儲(chǔ)蓋層
 
  呼和浩特地下熱水主要是淺層地下水通過(guò)深大斷裂向下補(bǔ)給,隨著地溫的增加水溫逐漸升高。其蓋層為第三系厚層泥巖和白堊系砂巖,泥巖對(duì)下部熱能起到良好的保溫作用,是本地區(qū)良好的蓋層。
 
  1) 儲(chǔ)層。
 
  太古界烏蘭山群: 巖性為大理石、透閃大理巖及其他變質(zhì)巖風(fēng)化殼,其頂界面埋深2 300 ~3 400 m,目前在市區(qū)未揭露。
 
  下元古界二道洼群: 巖性為橄欖大理巖、石英大理巖,呼和浩特市大理巖頂板、厚度與裂隙發(fā)育區(qū)主要分布在烏素圖溝以東、如意河以西的市區(qū)中北部,頂界面埋深1 700 ~ 2 800 m,底界面埋深2 300 ~ 3 400 m,厚度400 ~ 600 m,含水層一般有6 層,累計(jì)厚度60 ~ 100 m。
 
  2) 蓋層。
 
  中生界上侏羅統(tǒng): 工作區(qū)內(nèi)廣泛分布,巖性為巖屑、晶屑凝灰?guī)r、碎屑巖、火山角礫巖、泥巖、鈣質(zhì)砂巖。頂板埋深1 500 ~ 2 600 m,底板埋深1 700 ~ 2 800 m。
 
  中生界白堊系: 工作區(qū)內(nèi)廣泛分布,巖性為砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)砂巖、泥巖,局部夾薄細(xì)砂層。
 
  1. 3 地?zé)崃黧w評(píng)價(jià)
 
  呼和浩特地區(qū)的中溫?zé)岬V水為含有多種有益微量元素復(fù)合型礦水,礦化度較高,為16. 16 g /L;pH 值為6. 85。其中鐵離子含量較高,達(dá)66. 18mg /L,鐵、鍶、氟、偏硅酸4 項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到了醫(yī)療礦泉水命名標(biāo)準(zhǔn),溴、鋰、錳、偏硅酸、二氧化碳5項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到礦泉水濃度標(biāo)準(zhǔn)。氯離子含量7 699mg /L,硫酸根離子622 mg /L,鈉離子含量4 680mg /L,含鹽量較高。
 
  根據(jù)農(nóng)田灌溉用水主要限定標(biāo)準(zhǔn),該區(qū)地?zé)崴?/a>不適宜用于灌溉。參照工業(yè)上用腐蝕系數(shù)和鍋垢總量對(duì)其腐蝕性及結(jié)垢性進(jìn)行評(píng)價(jià),該區(qū)地?zé)崴?/a>不能直接用于采暖,應(yīng)通過(guò)熱交換等其他方式用于供暖,熱源一側(cè)設(shè)施要做好防腐處理。
 
  1. 4 地熱能綜合評(píng)價(jià)
 
  1) 呼和浩特地區(qū)深層熱水資源豐富。從開(kāi)采深度看屬于亞經(jīng)濟(jì)型地?zé)豳Y源,從水溫看屬于中、低溫地?zé)豳Y源??赡艿膽?yīng)用方向有: 中、低溫雙循環(huán)發(fā)電,水源熱泵采暖、制冷,工業(yè)干燥、脫水加工,農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖業(yè)應(yīng)用,溫泉醫(yī)療旅游。
 
  2) 從地熱流體評(píng)價(jià)來(lái)看,呼和浩特深層熱水屬高礦化水質(zhì),在開(kāi)發(fā)應(yīng)用時(shí),必須考慮到尾水污染和設(shè)備腐蝕的問(wèn)題。在回灌技術(shù)成熟之前,不建議大規(guī)模發(fā)展水源熱泵或其他深層地下水直接應(yīng)用的項(xiàng)目。
 
  3) 呼和浩特地區(qū)淺層地?zé)岚l(fā)展空間廣闊。常溫帶溫度梯度小,地下100 ~ 200 m 處與地表溫差顯著,適合發(fā)展地源熱泵空調(diào),可以有效減少建筑物終端能耗。
 
  近年來(lái),呼和浩特政府開(kāi)始重視地?zé)崮芴貏e是淺表層地?zé)崮艿拈_(kāi)發(fā)利用,但尚處于起步階段,主要應(yīng)用于溫泉旅游地源熱泵空調(diào),前者受資源分布影響,主要集中在呼市—哈素海一帶,后者只在個(gè)別建筑項(xiàng)目中進(jìn)行了示范,都還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化和產(chǎn)業(yè)化。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),全市共有3 口地?zé)峋?/a>進(jìn)行了不同程度的開(kāi)發(fā): 1 個(gè)在呼和浩特市呼倫貝爾南路147 號(hào)的水月城溫泉酒店,另外2 個(gè)在呼和浩特東65 km 土默特左旗境內(nèi)哈素海旅游區(qū),年開(kāi)采量約13. 28 萬(wàn)m3,開(kāi)發(fā)項(xiàng)目主要是溫泉旅游。同時(shí)有財(cái)政大廈、偉業(yè)大廈、機(jī)動(dòng)車及駕駛?cè)斯芾碇行? 車管所大樓) 、內(nèi)蒙古發(fā)改委辦公大樓發(fā)展大廈等9 個(gè)采用地源熱泵空調(diào)技術(shù)地?zé)岵膳?/a>示范項(xiàng)目。這些地?zé)衢_(kāi)發(fā)應(yīng)用項(xiàng)目已經(jīng)取得了一定的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益。
 
  2. 2 存在的問(wèn)題
 
  1) 與風(fēng)能、太陽(yáng)能生物質(zhì)能新能源相比,地?zé)?a href="http://xldcn.com/t/資源.html" >資源存在認(rèn)識(shí)不足、應(yīng)用有限的問(wèn)題。
 
  2) 地?zé)岬刭|(zhì)資料不全面,基礎(chǔ)工作差。目前呼和浩特地區(qū)地?zé)豳Y源勘查技術(shù)手段單一,空白區(qū)域的前期勘查精度較低。地?zé)岬刭|(zhì)地?zé)徙@探技術(shù)發(fā)展速度緩慢,特別是復(fù)雜地層存在鉆探效率低、成本高等問(wèn)題。
 
  3) 管理混亂。淺層地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)屬于哪個(gè)部門
 
  監(jiān)管和審批,呼和浩特尚未明確。而相比之下,北京天津、沈陽(yáng)等地都設(shè)有專門的“地?zé)豳Y源管理辦公室”對(duì)地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)開(kāi)采進(jìn)行統(tǒng)一管理。
 
  4) 開(kāi)發(fā)方式單一,技術(shù)水平低。地下熱水開(kāi)
 
  采大都用于溫泉旅游,洗浴后直接排放,造成熱能浪費(fèi)的同時(shí)也造成了礦化水污染,還存在局部過(guò)度開(kāi)采、地下水位下降等地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題。
 
  3 地?zé)岙a(chǎn)業(yè)發(fā)展的SWOT 分析
 
  國(guó)家功能區(qū)劃把內(nèi)蒙古自治區(qū)作為重要能源基地,呼和浩特市作為內(nèi)蒙古自治區(qū)的政治文化中心,有責(zé)任發(fā)揮其示范和輻射作用,走出一條可持續(xù)的城市發(fā)展之路。盡管處于起步階段,發(fā)展中也存在很多問(wèn)題,呼和浩特的地?zé)崮墚a(chǎn)業(yè)發(fā)展新能源政策、地域環(huán)境等方面的優(yōu)勢(shì),具有十分廣闊的前景,可以說(shuō)是優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)同在,機(jī)會(huì)與挑戰(zhàn)并存。對(duì)呼和浩特市地?zé)崮墚a(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行SWOT 分析。
 
  4 建議
 
  1) 重點(diǎn)發(fā)展淺表層地?zé)崮艿拈_(kāi)發(fā)利用。
 
  積極推進(jìn)地熱源熱泵技術(shù),對(duì)具有供熱空調(diào)需求的建筑,推廣采用熱泵冷熱聯(lián)供系統(tǒng)和回收余熱熱泵熱水系統(tǒng),逐步提高熱泵系統(tǒng)城市供熱中所占比例,市、區(qū)政府投資養(yǎng)老院、醫(yī)院、學(xué)校等單位的建筑,制冷供熱系統(tǒng)優(yōu)先選用地源熱泵系統(tǒng)。
 
  2) 拓展地?zé)崮茉?a href="http://xldcn.com/t/農(nóng)業(yè).html" >農(nóng)業(yè)和工業(yè)的應(yīng)用。把地?zé)釕?yīng)用引入到溫室建造,發(fā)展地?zé)岵膳?/a>大棚; 利用地?zé)峤o沼氣池加溫,提高沼氣的產(chǎn)量; 還可以利用地?zé)岽罅Πl(fā)展養(yǎng)殖業(yè),如培養(yǎng)菌種,養(yǎng)殖水產(chǎn)等,都具有十分廣闊的前景。
 
  地?zé)崮茉诠I(yè)領(lǐng)域里的用途也很廣泛,它可以用于烘干和蒸餾過(guò)程,用于簡(jiǎn)單的工藝供熱、制冷,或者用于各種采礦和原材料處理工業(yè)的加溫和除冰。在生產(chǎn)過(guò)程中,由于節(jié)省了軟化水處理費(fèi),也相應(yīng)降低了產(chǎn)品的成本。在某些情況下,地熱流體本身也是一種有用的原料,具有工業(yè)利用價(jià)值。
 
  3) 加大技術(shù)投入。重點(diǎn)加強(qiáng)地?zé)崮茉?/a>資源勘查開(kāi)發(fā)核心技術(shù)的研究,特別是超深層地?zé)豳Y源勘查技術(shù)與鉆探工藝。加快科技創(chuàng)新,通過(guò)技術(shù)進(jìn)步降低成本,促進(jìn)地?zé)崮芡茝V應(yīng)用。鼓勵(lì)對(duì)淺層地?zé)崮?/a>勘查評(píng)價(jià)及地源熱泵系統(tǒng)各項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)及相關(guān)理論的研究,對(duì)于有突破性進(jìn)展的科研成果制定足夠吸引力的獎(jiǎng)勵(lì)政策。凝聚科研隊(duì)伍,制定相關(guān)政策,積極從國(guó)內(nèi)外引進(jìn)人才,充實(shí)呼和浩特地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)利用的科研、開(kāi)發(fā)、工程設(shè)計(jì)、市場(chǎng)開(kāi)發(fā)等方面的高級(jí)人才隊(duì)伍,尤其鼓勵(lì)引進(jìn)具有研究基礎(chǔ)和技術(shù)積累的研究團(tuán)隊(duì)。
 
  4 ) 統(tǒng)一管理,完善制度。成立專門的部門或機(jī)構(gòu)對(duì)地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)進(jìn)行監(jiān)管,出臺(tái)地?zé)豳Y源規(guī)劃、管理辦法、條例和優(yōu)惠政策。制定《呼和浩特市地下水地源熱泵取水回灌規(guī)定》、《呼和浩特市地下水源熱泵抽取回灌地下水對(duì)建筑物沉降影響評(píng)價(jià)》、《地?zé)崮荛_(kāi)采環(huán)境影響條例》等,對(duì)可能引起大氣、水污染和高礦化水土壤污染的地?zé)衢_(kāi)發(fā)項(xiàng)目要謹(jǐn)慎對(duì)待,為科學(xué)、安全地推進(jìn)地源熱泵技術(shù)應(yīng)用工作提供保障。
 
  5) 加強(qiáng)國(guó)際合作,推動(dòng)呼和浩特地區(qū)地?zé)崮艿拈_(kāi)發(fā)應(yīng)用。加強(qiáng)技術(shù)引進(jìn),利用國(guó)際合作機(jī)制,拓展地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)的融資及國(guó)際先進(jìn)技術(shù)的轉(zhuǎn)移途徑,如共建可再生能源技術(shù)轉(zhuǎn)移和創(chuàng)業(yè)的國(guó)際化載體,利用清潔發(fā)展機(jī)制,利用國(guó)際基金組織的可再生能源發(fā)展基金。