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余热利用

关于加快大庆地热资源开发利用的调查与思考

[摘要]地热作为一种可再生的优质环保新能源,应用领域广泛,发展潜力巨大。大庆市地热资源丰实,更有勘探开发等方面的诸多优势,科学性战略性地开发利用地热资源,大力发展地热经济,必将有力推动经济转型,促进全市经济社会的可持续发展。建议采取组建专家顾问团队、设立地热开发利用研究机构、勘探详查地热资源科学、编制大庆市地热产业中长期发展规划、培养地热专业人才、建立与大庆油田合作开发机制、出台支持地热资源开发利用相关政策、争取国家政策支持等一系列措施,加快我市地热资源开发利用。
[关键词]大庆地热资源;开发利用;调查;思考

    大庆油田经过50多年的开发建设,油气产量已从峰值5600万吨逐步递减到4000万吨,且稳产难度持续加大。虽然天然气的开发步伐在不断加快,但难以实现以气补油。多年来,我市大力发展接续产业,在推进经济转型上取得了显著成绩,但油经济仍占据半壁江山,以现有的接续产业助推大庆,实现可持续发展面临较大压力,需要我市充分发挥资源优势,拓宽发展思路和战略重点,创新推动接续产业的跨越式发展。
    地热作为一种可再生的优质环保新能源,应用领域广泛,发展潜力巨大。北京、天津、咸阳等城市已将地热资源的开发利用提上日程,编制规划,加快推进。通过对大庆地热资源及其开发利用现状的调查,以及相关资料显示,我市地热资源丰实,更有勘探开发等方面的诸多优势,科学性战略性地开发利用地热资源,大力发展地热经济,必将有力推动经济转型促进全市经济社会的可持续发展。

一、加快大庆地热资源开发利用的重大意义

    大庆正处在实现全面小康的决胜期,建设现代化、国际化城市的重要机遇期,加快推进地热资源的开发利用,对我市深入实施一二三四五发展战略、建设六个大庆目标具有重要意义。
   (一)加快推进地热资源勘探开发利用,可以为我市加快发展提供丰富优质的资源和能源,实现继以气补油之后,气热补油的资源产业发展新战略,为再现大庆辉煌提供新途径。
    近年来的地质勘探和研究结果表明,大庆地下2000米左右中低温地热水储量可达5000亿立方米(首个中国地热城咸阳中低温地热水储量为3450亿立方米),折合标准煤35亿吨,是国内特大型中低温地热田之一。3000米以上深度的高温干地热资源地质条件很好,与近年来发现的深部火山岩天然气藏地质层位相近,很适宜进行天然气和地热能一体化勘探开发,地下4000~5000米左右深度地热储量相当可观。有专家研究认为,大庆加大地热资源的勘探开发力度,不仅有望弥补石油资源递减,使大庆能源产量长期保持在4000万吨原油产量以上,还可能回升到4500万吨,甚至达到高峰期5000万吨以上,把大庆建成一个石油天然气和地热能全面发展的新能源之都,再现昔日辉煌。
    (二)充分利用当前的地热新技术,以地热开发为龙头,带动地热发电装备制造、温泉旅游、农业开发等产业发展,有望将地热产业打造成为我市又一重要支柱产业,成为优化全市经济结构、推动更快实现可持续发展、建成富裕大庆的新支撑。
    随着地热资源的深入开发利用,地热发电技术地源热泵技术、余热利用技术、地热水开发回灌以及相关装备研发技术日益成熟,为地热开发实现科学化、规模化、产业化提供了有力保障(中科院广州能源所和中广核节能产业发展公司合作在深圳成立了地热能工程应用技术联合研发中心)。从我市林甸县地热资源开发利用的实践看,以地热资源开发促进地热种养植、地热供暖温泉旅游、医疗保健和工业综合利用等产业发展,有力带动了县域经济发展,地热经济对全县经济增长贡献率由2006年1.7%的提高到2011年的6.8%。可以预见,在举全市之力大力发展接续产业、推进经济转型的过程中,充分利用丰富的地热资源和日益成熟的地热开发新技术,以地热资源开发为龙头,以地热发电地热供暖为主体,以相关地热装备、地热工业综合利用、温泉休闲旅游以及地热农业开发为辅助,必将形成一个带动力强、辐射面广、高技术、高附加值、低碳环保的全新地热产业体系,为全市优化经济结构加快可持续发展提供有力支撑。
    (三)积极拓展地热资源开发利用领域,减少化石资源消耗,着力打造低碳无烟城,将大大提升城市品位,提高人民生活质量,为进一步推进我市三城联创和宜居大庆建设,加快大庆现代化、国际化步伐提供新动力。
地热与核能、风能、太阳能、潮汐能并列为五大新能源,是一种清洁环保的新型能源,更是可再生能源,具有零污染零排放的特点大力推进地热资源开发利用,从经济效益上看,地热发电投资估算3~4万元/千瓦,运营成本0.4~0.5元千瓦/时,如果在地热利用中采用热泵技术,则消耗1度电可以得到相当于4度电的热量,其采暖运行费用比传统能源利用方式低60%以上,从环境效益看,可大大减少燃煤、燃油、燃气对大气环境的污染,减少燃料运输及其废弃物排放,减轻城市交通负担和城市垃圾产生量。每千瓦时地热发电比煤发电可以减排二氧化碳0.87kg,二氧化硫0.0028kg,氮氧化物年0.0025kg,2011年,林甸县63口地热井全年节约标煤4.3万吨,减少二氧化碳排放11.2万吨,二氧化硫排,365.5吨。目前,全市每年消耗标煤1000万吨左右,利用地热资源部分甚至完全取代煤炭在供暖、发电等方面消耗,必将产生巨大经济效益、社会效益和环境效益,有利推进我市节能减排和两型社会建设,使大庆真正成为能源之都、节能之都、环保之都,更快建成现代化国际化城市。
   (四)充分发挥油田大企业在勘探开发、资金、技术、人才等方面的优势,共同推进地热资源开发利用,将有力推动地企进一步深入合作,为探索资源型城市、地企协调发展提供新模式。
    从地下勘探开采部分看,油气开发与地热开发具有高度的相似性,相当一部分有水无油的石油勘探井可以改造为地热开采井。近年来,世界各大石油、天然气公司,如壳牌、雪佛龙等公司都以其地质钻井方面专长,纷纷介入地热开发。中石油早在2006年就与肯尼亚合作进行地热发电,中石化公司近期与冰岛奥卡能源签署协议,合作推进在中国和其他地区的地热资源开发和低碳经济发展。国内华北胜利等一些含水量高达95%~97%的油田进行地热资源开采试点也取得了很好的效果。由此表明,地热资源开发已成为石油企业可持续发展的一个重要方向,必将有力推进大庆的可持续发展,实现合作双赢,构建形成石油资源型城市、地企协调发展的新模式。
    (五)在经济、资源和环境问题日益严重的宏观环境下,积极探索开发利用地热资源,建立多元化能源产业体系、发展大庆经济,有望树立继“工业学大庆”后“地热开发利用学大庆”的新旗帜。
     当前,优质能源的相对短缺、常规能源开发利用过程中的低效率和所造成的环境污染正成为制约我国经济社会可持续发展的重要因素。大庆作为全国最大石油资源城市,积极探索开发利用储量丰富、对环境友好、技术日益成熟、经济上可接受的地热资源,并在政策制定、机制建设、开发方式等方面大胆创新,统筹地热和其他优势资源,构建综合协调发展的现代产业体系,大力推广地热资源补充常规能源,对增加能源的多元化供应和确保能源安全、提升城市和经济综合竞争力等多方面都具有重要意义,可以为全省乃至全国地热资源开发提供成功示范。

二、大庆地热资源开发利用的优势

    近几年,国家先后出台了关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定。可再生能源中长期发展规划等一系列鼓励新能源开发利用和节能减排的政策规划,对包括地热在内的相关产业提供了资金扶持、税费减免等优惠政策。我市开发利用地热资源,符合国家产业政策,符合产业升级方向,更具有独特优势。概括起来,主要有以下四点:
(一)大庆地区地热资源富集,开采价值大。
    有关专家提供的资料显示,大庆中浅层地热田面积达183平方公里,是国内罕见的大规模地热富集区。按照一吨标煤发电3000千瓦时、2011年大庆全社会用电量186.49亿千瓦时计算,全部利用大庆中浅层可开采地热水发电,其发电量可够全市使用500多年。按照大工业用电价格0.608元/千瓦时计算,大庆地热水发电可创造6万亿元的价值。加上大庆位于松辽盆地中央坳陷区,属中国东部岩石圈拉张的软流圈上涌区,独特的地理构造形成了集水、热、矿于一体的可再生的复合型地热能资源,有利于梯级开发综合利用。
(二)大庆油田有能力为地热资源开发提供人才、技术、设备、土地和资金支持。
    大庆油田经过多年的开发建设,积累了丰富的水文地质、地热地质等资料,锻炼培养了一大批在勘探、钻井、地质等方面的高级专业人才,大庆油田拥有国际一流的勘探、钻井、开采专业设备,完全可满足地热开发需要。利用符合地热开发且采收率极低的油气井和油气勘探废弃井勘探开发地热资源,能够大大降低地热开发综合成本。大庆油田还拥有82万亩土地所有权,利用这些土地进行地热开发,办理用地审批手续简单便捷。同时,在油气产量面临递减的形势下,开发地热资源,发展新的接续产业对油田可持续发展意义重大,极有可能争取到中石油的资金支持。
(三)大庆地热资源的开发利用已有一定的产业基础。
     从1997年开始,林甸县利用废弃的油气井探索开发利用地热资源,着力打造以温泉果菜、温泉旅游、温泉地产为主的地热经济,2004年荣膺“中国温泉之乡”称号,成为全国第二个享有此盛名的城市。15年间,林甸县的地热经济发展实现了从无到有、从小到大,2011年地热经济占全县GDP总量达到10.7%。目前,全市已在温泉旅游和疗养、温泉洗浴、地热供暖、农业种植养殖、矿泉水生产等领域对地热资源进行了初级开发利用,并取得了一定的经济效益和环境效益。
(四)大庆开发利用地热资源具有广阔发展空间。
     一方面,具有巨大市场需求。从国内外对地热资源的利用方式来看,主要是发电和供暖等直接利用。美国地热发电装机容量达310万千瓦,成为世界上地热发电的第一大国;冰岛全国85%的人口利用地热取暖;我国对于地热资源的利用主要是地热发电、地热供热(制冷)、沐浴和种植等领域。西藏羊八井地热发电占拉萨市供电量的50%。2011年,我市全年完成发电量94.55亿千瓦时,其中99%来自于煤炭火力发电,风力发电仅占1%,地热发电仍是空白;全市地热供暖面积为180万平方米,仅占全市供暖总面积的2.8%;我市正处于加快发展棚室经济关键时期,发挥地热资源优势、建设地热大棚,必将大大减少冬季供暖成本和二氧化碳、二氧化硫等气体排放;同时,随着人们生活水平的不断提高,对地热温泉疗养等医疗保健消费持续扩大,这些领域的快速发展,对地热资源都将产生巨大需求,势必为地热产业发展创造更大空间。另一方面,开发潜力巨大。有关资料显示,大庆全市现有油气井9万多口,气井生产层深3000多米,废弃井和油气勘探井近2000口,全市依托废弃和勘探油气井开发利用地热资源的井数仅为71口。如这些井全部用于开发地热资源,必将形成庞大的地热产业,推动全市经济社会更好更快发展。

三、加快大庆地热资源开发利用的总体设想

    基于我市开发利用地热资源的重大意义及诸多优势,今后一段时期,我市应根据本地地热资源特点及分布情况,结合建设现代化国际化城市,以地热发电、地热采暖、温泉旅游、温泉疗养、温室种植、水产养殖、矿物质提取等领域为发展重点,统筹规划,合理开发,科学推进,促进地热资源开发利用规模化、产业化,逐步把我市建设成为国家级地热资源综合开发利用示范城市,利用20年左右的时间打造中国地热城知名品牌。
    近期到2015年,依托林甸县和杜尔伯特蒙古族自治县建设地热资源利用典型示范项目在林甸县和杜尔伯特蒙古族自治县各建成10MW地热发电试验站,打造我省地热发电示范工程;完善优化林甸现有地热采暖系统,建成省级地热、温室种植和地热采暖示范区,地热采暖面积达到700万平方米;全市年节约标煤150万吨;提档升级林甸鹤鸣湖生态温泉旅游度假村和杜尔伯特蒙古族自治县连环湖温泉城等温泉旅游设施,建成国家级温泉旅游示范区,年接待游客能力达到400万人以上;年利用地热产能相当于100万吨原油产量。
    中期到2020年,力争把我市建设成为国家级地热资源综合开发利用示范城市,地热开发累计开钻新井1500口,利用废弃和勘探油气井等旧井500口,地热发电装机容量达200万千瓦,占全市发电装机总量30%,年可发电100亿度,实现销售收入50亿元;地热采暖面积达到3000万平方米;全市年节约标煤900万吨;肇源县、肇州县及让胡路区各建成1个国家级温泉旅游度假村,年接待游客能力达到700万人;年利用地热产能相当于2000万吨原油产量,以地热发电、地热种养植、地热供暖、温泉旅游等为重要组成部分的地热经济初具规模,地热经济占全市经济总量比重达到5%。
    远期到2030年,努力把大庆打造成为中国地热城知名品牌,地热开发累计开钻新井3000口,利用废弃和勘探油气井等旧井2000口,地热发电装机容量达到500万千瓦,占全市发电装机总量50%,年可发电250亿度,实现销售收入130亿元;地热采暖面积达到5000万平方米;全市年节约标煤2000万吨;地热温泉旅游年接待游客能力达到1000万人;年利用地热产能相当于3000万吨原油产量。地热经济产业化、规模化水平显著提升,地热经济占全市经济总量比重达到10%,成为我市接续产业中的支柱产业。

四、几点思考

    我市地热资源开发利用处于起步阶段,从我们目前了解掌握的情况看,存在的一些关键问题已影响和制约了我市地热资源的开发利用。如,市政府和油公司虽然都对我市的地热资源进行过勘探和开发,但均未开展过系统全面的地质勘查,且尚未建立有效的合作开发机制,缺乏数据共享和科研的合作平台;地热资源开发利用多以单体方式分散进行,缺乏科学合理的统一规划;市里尚未出台扶持政策,缺少以地热开发利用为主业的龙头企业、骨干企业,地热开发利用规模小、领域窄,没有形成规模化、产业化,地热的资源和能源作用更没得到充分发挥。为有效解决这些关键问题,加快我市地热资源开发利用,本人认为应采取以下一些措施:  
一是组建专家顾问团队;
二是组建地热开发利用研究机构;
三是对地热资源进行勘探详查;
四是科学编制大庆市地热产业中长期发展规划;
五是建议在东北石油大学增设地热资源开发利用专业,培养专业人才;
六是研究建立与大庆油田合作开发机制;
七是出台支持地热资源开发利用的相关政策;
八是争取国家政策支持。
    总之,大庆具有丰富的地热资源,抓住当前石油持续稳产、地方经济快速发展的有利契机,由地企双方共同努力,加快推进地热资源的开发利用,应当是我市长远发展的战略性选择。