标题：地热资源
地热资源简述
地热资源是一种十分宝贵的综合性矿产资源[1]，其功能多，用途广，不仅是一种洁净的能源资源，可供发电、采暖等利用，而且还是一种可供提取溴、碘、硼砂、钾盐、铵盐等工业原料的热卤水资源和天然肥水资源，同时还是宝贵的医疗热矿水和饮用矿泉水资源以及生活供水水源。[2]
多年实践表明，地热资源的综合开发利用，其社会、经济和环境效益均很显著，在发展国民经济中已显示出越来越重要的作用。我国政府有关机构、地矿与石油、煤炭等部门十分重视地热资源的勘查研究和开发利用，每年调拨大量资金，除发展高温地热资源的发电利用外，同时也发展中低温地热资源的直接利用，即以西部的藏南与滇西、华北及东南沿海一带形成的“三大片”地区，作为全国地热勘查研究和开发利用的重点地区，并与典型地热田试验性开发利用示范点相结合，取得了重大成果，推动了全国地热资源开发利用的发展。[1]
20世纪90年代至21世纪初，由于地热开发利用效益显著，地热市场不断拓宽，增强了投资商对商业性地热开发的信心，大大加快了全国各地包括我国中西部地区地热资源的勘查开发速度。近年来，随着我国向西部转移的战略目标的实施，中西部地区的地热工作已逐步得到加强，并已取得显著进展。目前，在地热发电、采暖、温室、养殖、康复医疗、旅游、提取化工原料以及瓶装矿泉水等方面已获得广泛利用[2]。
成生与分布
地热资源的成生与地球岩石圈板块发生、发展、演化及其相伴的地壳热状态、热历史有着密切的内在联系?特别是与更新世以来构造应力场、热动力场有着直接的联系。从全球地质构造观点来看，大于150℃的高温地热资源带主要出现在地壳表层各大板块的边缘，如板块的碰撞带，板块开裂部位和现代裂谷带。小于150℃的中、低温地热资源则分布于板块内部的活动断裂带、断陷谷和坳陷盆地地区。 地热资源赋存在一定的地质构造部位?有明显的矿产资源属性，因而对地热资源要实行开发和保护并重的科学原则。
地热资源特点
从全球构造看，中国中西部的大部分地区处在欧亚板块内部地壳隆起区和地壳沉降区，分别形成板内隆起断裂型及板内沉降盆地型中低温地热资源。滇西、川西及藏南地处欧亚板块和印度洋板块的碰撞边界，对形成板缘岩浆活动型高温地热资源极为有利。在上述大地构造环境下，形成了中西部具有不同温度、矿化度和特殊化学成分的地热资源。既有高温蒸汽资源及中低温地下热水，又有淡热水、高矿化热卤水及热矿水，为地热资源的综合开发利用提供了资源保证。[2]
温泉资源。全国水温在25℃以上的温泉总数为2796处，其中有2004处分布在我国中西部地区。我国中西部地区拥有温泉资源的市县数为455个，占全国市县总数(681个)的三分之二。藏南、滇西及川西地区的温泉数1140处在全区温泉总数(2004处)的二分之一以上。
由于中西部处在不同的大地构造环境下，分布在板缘高温地热带和板内中低温地热带的温泉，因区域构造、热背景、热源性质以及水文地质条件等不同，地表地热显示类型、温泉的温度、矿化度和水化学特征等，都有着显著的差异。[1]
盆地型地热资源。全国面积在10万平方公里以上的中、新生代沉积盆地有9个，其中，有5个分布在我国的中西部地区，即鄂尔多斯盆地、四川盆地、柴达木盆地、准噶尔盆地和塔里木盆地等。我国中西部还分布有如汾渭、银川、昆明、西宁等面积较小的新生代沉积盆地。由于中西部大部分地区处在欧亚板块内部，构造活动性较弱，并具有低热背景，因此，在盆地深部，多形成沉积盆地型中低温地热资源。[2]
开发利用概况
随着我国向西部转移的战略目标的实施，中西部地区的地热工作已逐步得到加强，并已取得显著进展。目前，在地热发电、采暖、温室、养殖、康复医疗、提取化工原料、旅游以及瓶装矿泉水等方面已获得广泛利用。
地热发电。我国拥有150℃以上的高温温泉区近百处，集中分布在藏南、滇西和川西地区，成为我国开发利用高温地热能资源最有远景的地区。著名的羊八井地热田是我国兴建的第一座地热电站，自1977年9月建成试验发电以来，目前装机容量已达25.15兆瓦，占拉萨电网总装机容量的41.5%，在冬季枯水季节，地热发电出力占拉萨电网的60.0%，成为其主力电网之一。
地热采暖。近年来，我国地热采暖有很大的增长，尤其在北方，如北京、天津、大港、任丘、大庆、西安、咸阳、开封等地，取得了良好效果，既节约了常规能源，又减少了环境污染。
地热农业利用。我国中西部大部分地区属农业区，无论是山区或平原地区，地热资源均十分丰富，为地热在农牧副渔等方面的广泛利用提供了优越的资源条件。目前，地热资源已有效地利用于温室种植(蔬菜、花卉等)、水产养殖、禽类孵化等方面，效益显著。[2]
地热工业利用。我国中西部地区地热水中含有许多贵重的稀有元素、放射性元素、稀有气体和化合物，如：溴、碘、硼、钾、氦、重水和钾盐等，是国防工业、原子能工业、化工工业及农业不可缺少的原料。目前仅在化工工业和轻纺工业等方面获得较好的利用。
地热医疗与旅游。由于地热水具有较高的温度、特殊的化学成分、气体成分、少量生物活性离子以及放射性物质等，并在一些地热区形成矿泥，对人体具有明显的医疗、保健作用，用于医疗、保健早为人们所关注。我国中西部的许多地区既拥有医疗矿水资源，又拥有温泉旅游观光资源，不少已成为著名的矿泉旅游疗养胜地，如陕西省临憧的华清池、河南省的汝州、内蒙古自治区的阿尔山等地，均在温泉区建有疗养院。
矿泉饮料业。我国中西部地区的许多热矿水中，含有锂、锶、溴、碘、锌、硒等微量元素和碳酸气等，已分别达到我国饮用天然矿泉水国家标准，有的不只单项达标，而是多项达标，对人体具有良好的医疗保健作用。近年来，矿泉饮料业已取得一定进展，效益显著。
因地制宜开发
地热资源对于中西部宝贵的地热资源，要合理开发利用。
第一，加强前期地质论证工作，提高钻井成功率。近年来，各地地质队伍采用先进技术方法进行综合勘查，综合解释，切实开展前期地质论证工作，在进行充分论证的基础上，确定探采结合的地热井井位。实践表明，在石油部门打过油气探井的地方打地热井，成功率较高。而在一些地方，由于地质构造复杂，勘查技术手段有限，致使钻探工作失利，大量资金流失。目前，就地热勘探工作的发展势头看，各地地热井越打越深，不仅在地热异常区打井，在非异常区也打井，风险很大。因此，为提高钻井成功率，最大限度地减少钻探风险，做好前期地质论证工作取得必要的地质依据，是十分重要的。[2]
第二，发展地热资源的直接利用和梯级利用。如前所述，我国中西部的大部分地区地热资源丰富，类型齐全，分布广泛，且多为中低温。高温地热资源仅分布在藏南、滇西和川西地区。因此，在我国中西部地热资源的开发利用方面，以发展中低温地热资源的非发电利用，即直接利用为宜，如在纺织、印染、造纸、热供水、饮用等方面开展综合利用。目前，在我国中西部的一些地热区，地热采暖后尾水的温度多在30～40℃之间，尚未充分利用就被大量排出，说明目前资源浪费的现象是较为普遍的。建议按不同温度开展地热资源的梯级利用，即根据“因地制宜，物尽其用”的原则，发挥资源优势，减少浪费，提高地热利用率。[1]
第三，发展高温地热资源的非电利用。对一些高温温泉、沸泉以及间歇喷泉来说，发电利用并不是地热开发利用的唯一方向。比如间歇喷泉，它是在特定的地质构造背景下形成的，在世界范围内仅发现数处，如美国黄石公园的老实泉、冰岛大喷泉以及我国藏南的搭各加、谷露、查布和川西的热坑(茶洛)等，均属十分罕见的奇特景观。发展上述地热景观的非电利用，对于保护这类自然“瑰宝”更具有深远意义。
第四，合理开采，有效保护，实现地热资源的可持续开发。地热资源是可再生的能源资源，同时又是有限的资源，其补给的过程是极其缓慢的。在我国中西部的一些地热田，如羊八井、西安、昆明、郑州等地，由于过量开采而引起水位持续下降，有的地方已导致资源枯竭，严重影响到地热田的寿命。为保持地热井水量和水压的稳定及防止地热尾水对环境的影响，一方面要加强管理、采取限量打井、限制开采量等措施，合理开采、有效保护，另一方面，需结合地热田具体条件，反复进行回灌试验取得可靠参数，以确保地热资源的可持续开发。
我国中西部地区地热资源类型齐全，分布广泛，但目前经国家正规勘查评价的地热区仅为其中一部分，可望今后在地热资源勘查开发与利用方面获得地方政府和个体开发商更大的支持和更多的机遇，使这一宝贵资源在国家发展经济中发挥更大作用。[3]
地热能的用途
对于地热能的利用，包括将低温地热资源用于浴池和空间供热以及用于温室、热力泵和某些热处理过程的供热，同时还可以利用干燥的过热蒸汽和高温水进行发电，利用中等温度水通过双流体循环发电设备发电等，目前这些地热能的开发应用技术已经逐步成熟，而且对从干燥的岩石中和从地热增压资源及岩浆资源中提取地热能的有效方法进行研究可以进一步提高地热能的应用潜力，但是目前地热能的勘探和提取技术还有待改进。
发达国家在对地热能的利用方面已经获得了较好的经济收益。利用地热进行供暖，既缓减能源压力，同时将很大程度地减少由燃油和煤炭供暖所造成的空气污染。在全球国家中，德国始终积极发展本国的可再生能源。目前德国是全球利用风能最多的国家，风力和太阳能发电已经迅速地发展，但基于环保因素的考虑，德国又在积极开发地热资源，并大力兴建地热发电厂，从地层深处汲取摄氏98度的热水进行发电。研究表明，利用地热发电的总潜力相当于德国年需电量的600倍，另外还有相当于需求量1.5倍的供暖潜能。而法国也在根据热干岩石的原理建造发电站，并生产出巨大的电能以满足经济发展与生活的需求。
开发资源价值
特点在地热能源的开发和技术转让方面未来的发展空间与潜力巨大，但由于利用地热能源进行发电的成本较高，因此亟需进行更多的技术研究以解决这一问题。我们相信随着对地热资源的不断开发与研究，地热能源必将成为继水力、风力和太阳能之后又一种重要的新能源。[2]分布地热资源世界上最古老的能源之一。据测算，地球内部的总热能量，约为全约煤炭储量的1.7亿倍。每年从地球内部经地表散失的热量，相当于1000亿桶石油燃烧产生的热量。
地球本身象一个大锅炉，深部蕴藏着巨大的热能。在地质因素的控制下，这些热能会以热蒸汽、热水、干热岩等形式向地壳的某一范围聚集，如果达到可开发利用的条件，便成了具有开发意义的地热资源。
地热资源按温度可分为高温、中温和低温三类。温度大于150℃的地热以蒸汽形式存在，叫高温地热；90℃—150℃的地热以水和蒸汽的混合物等形式存在，叫中温地热；温度大于25℃、小于90℃的地热以温水（25℃—40℃）、温热水（40℃—60℃）、热水（60℃—90℃）等形式存在，叫低温地热。高温地热一般存在于地质活动性强的全球板块的边界，即火山、地震、岩浆侵入多发地区，著名的冰岛地热田、新西兰地热田、日本地热田以及我国的西藏羊八井地热田、云南腾冲地热田、台湾大屯地热田都属于高温地热田。中低温地热田广泛分布在板块的内部，我国华北、京津地区的地热田多属于中低温地热田。
地热资源温度分级表
温度分级
温度t界限（℃）
主要用途
高温地热资源
t≥150
发电、烘干
中温地热资源
90≤t<150
工业利用、烘干、发电
低温地热资源：热水
60≤t<90
采暖、工艺流程
低温地热资源：温热水
40≤t<60
医灌溉、养殖、土壤加温
低温地热资源：温水
25≤t<40
农业灌溉、养殖、土壤加温
注：表中温度是指主要热储代表性温度
来源关于地热的来源，有多种假说。一般认为，地热主要来源于地球内部放射性元素蜕变放热能，其次是地球自转产生的旋转能以及重力分异、化学反应，岩矿结晶释放的热能等。在地球形成过程中，这些热能的总量超过地球散逸的热能，形成巨大的热储量，使地壳局部熔化形成岩浆作用、变质作用。
现已基本测算出，地核的温度达6000°C，地壳底层的温度达900－1000°C，地表常温层（距地面约15米）以下约15公里范围内，地温随深度增加而增高。地热平均增温率约为3°C/100米。不同地区地热增温率有差异，接近平均增温率的称正常温区，高于平均增温率的地区称地热异常区。地热异常区是研究、开发地热资源的主要对象。地壳板块边沿，深大断裂及火山分布带等，是明显的地热异常区。
普查勘探地热资源，一般采用地表地热调查、钻探和各种物探方法。近年来红外线遥感技术在勘查中取得显著效果。开采对象20世纪末，地热资源的开采对象，主要是埋藏浅、热储量大、有流体（地下水或人工灌水）把热能传引到地表的湿地热田。干热岩地热资源和低温湿地热田的开发利用处在研究试验阶段。
中国的地热资源丰富，有悠久开采历史，以往主要利用温泉洗浴治病。1970年后，在广东丰顺、河北怀来、天津和西藏等地曾进行地热发电、建筑物采暖、农业温室采暖、温水育种、灌溉等多方面试验性开发工作，取得一定成果。开发利用方式1、地热直接供暖
燃煤锅炉的大量使用是造成空气受到严重污染的重要原因。目前，北京市政府已明令规定在主要城区取消燃煤锅炉，代之以燃油或燃气，以减小大气污染程度。但燃气和燃油前期投入和运行成本都十分昂贵。而地热资源的开发为这个问题的解决提供了一条可行之路。大力提倡与推广地热供暖，将对环保事业作出重要的贡献。
2、浴疗保健
北京地区的地热水属于中低温热矿水，富含锂、氟、氡、偏硼酸、偏硅酸等多种矿物质，有一定的医疗、保健、养生作用。经常用热矿水进行洗浴，对高血压、冠心病、心脑血管、风湿病、皮肤病等有一定疗效。热矿水入室，无疑会大大提高居民的生活质。
3、娱乐、旅游
依托温泉浴疗，可以开发游泳馆、嬉水乐园、康乐中心、会议中心、疗养中心、温泉饭店、温泉度假村、高级宾馆等一系列娱乐旅游项目。
4、种植、养殖
可以依托地热井，建造温泉温室，种植名优花卉、特种蔬菜（供给大的饭店、宾馆、酒楼之需）等，也可以用来发展旅游农业。
热水养殖，可以大大缩短多种水生物的孵化期和生长周期。可以依托地热资源发展高产鱼类养殖业等养殖产业。
5、余热供暖
用于洗浴、娱乐等方面的地热水在使用后，热水温度依然很高，仍含有大量的热能，如果能有效的加以利用，就会带来巨大的经济效益和社会效益。最近，北京市地质勘察技术院与清华同房合作实验成功了环保型地温热泵供暖系统，它可以从热水，甚至冷水中提取热能供暖，使地热能的综合利用率提高到了80%左右，其运行成本低于燃气和燃油。这套系统的实验成功为地热水的余热供暖开辟了广阔的天地。
6、饮用矿泉水
不少低温地热水, 因其来源于深部, 未受人为污染, 并含有一些有益于人体健康的微量元素,可作为饮用天然矿泉水开发利用, 我国近年来开发的一些饮用天然矿泉水中, 就有相当一部分是低温地热水。当地热水的污染物指标、微生物指标及锂、锶、锌、铜、铬、钡等组分的限量指标符合要求的条件下,水中有一项( 或一项以上)指标符合表2.5.6的规定, 可作为饮用天然矿泉水开发。
7、水产养殖
温度在30～45℃, 符合TJ35 渔业水质标准低矿化的地热水,可用于水产养殖。我国目前较多的用于养殖鳗鱼、罗非鱼、对虾、河蟹、甲鱼等。[2]
8、 农业利用
一是利用地热建立温室，种植名贵花卉、蔬菜等作物；二是用于农田灌溉或给土壤加温。前者利用地热水温度在30～75℃之间, 后者利用地热水温度一般在40℃以下。用于农田灌溉的地热水水质应满足农田灌溉用水水质标准。
我国地热资源概述
我国是地热资源相对丰富的国家，地热资源总量约占全球的7.9%，可采储量相当于4626．5亿t标准煤。我国的高温地热资源(热储温度≥150℃)主要分布在藏南、滇西、川西以及台湾省，环太平洋地热带通过我国的台湾省，高温温泉达90处以上；地中海喜马拉雅地热带通过西藏南部和云南、四川西部。西藏高温热田主要集中在羊八井裂谷带，其中藏南西部、东部及中部约有108个高温热田，构成中国高温热田最富集的地带；云南是全国发现温泉最多的省，高温热田主要分布在怒江以西的腾冲-瑞丽地区，约2O处；川西分布着8个高温地热区，为藏滇高温地热带的一部分。我国主要以中低温地热资源为主，中低温地热资源分布广泛，几乎遍布全国各地，主要分布于松辽平原、黄淮海平原、江汉平原、山东半岛和东南沿海地区，其主要热储层为厚度数百米至数千米第三系砂岩、砂砾岩，温度在40～80℃左右，目前已发现全国共有地热温泉3000多个，其中高于25℃的约2200个。从温泉出露的情况来看，我国主要有四个水热活动密集带[1]：藏南-川西-滇西水热活动密集带；台湾水热活动密集带；东南沿海地区水热活动密集带；胶东、辽东半岛水热活动密集带。从地质构造上看，我国地热资源主要分布于构造活动带和大型沉积盆地中，主要类型为沉积盆地型和隆起山地型。[2]
我国地热资源开发现状
我国地热资源的利用历史悠久，但真正大规模勘查和开发利用始于20世纪70年初期,尤其是20世纪90年代以来，在市场经济需求的推动下，地热资源的开发利用得到更加蓬勃的发展。近年来，随着社会经济发展、科学技术进步和人们对地热资源认识的提高，出现了地热资源开发利用的热潮,平均每年以12%的速度增长，截至2005年底，全国每年直接利用的地热提供资源量已达44570万m3，居世界第一位，至2010年预计年开采地热水总量可达到900×106m3，开采利用的热量折合标准煤约495×104t/d。目前，我国地热资源开发利用在供暖、供热水、医疗保健、洗浴、娱乐、温室、种植、养殖及工业应用等方面均达到一定规模，其中供热采暖占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%，初步形成了有我国特色的地热产业。但目前我国地热开发利用仍处于初级阶段，地热在能源结构中占的比例还不足0.5%。[1]
开发存在的问题
（一）可持续发展问题随着地热资源利用领域的拓宽和社会需求的增加会给人们的生活带来越来越多的好处，但是人们对地热资源的综合利用价值和产业化开发利用的意义认识不足，将地热混同于一般的矿产资源或水资源。一些地热资源丰富的地区未能建立有自己特点的地热产业，使宝贵的地热资源开发停留在低层次、低效益的水平上，且资源浪费现象严重，相当一部分地区天然的温泉没有充分利用，被白白浪费；一些开发商对地热资源的特点认识不清，造成地热资源得不到合理开发和有效保护。地热资源是在特定的地质、构造、水文地质条件和水文地球化学环境条件下形成的，由于埋藏深，补给途径远，再生能力弱，其资源量是有限的，并非取之不竭。要保持其资源的长期连续稳定开采，做到有计划合理开发利用，防止盲目无序随意开采造成资源浪费和环境地质问题的发生，否则就会造成资源的快速枯竭。为实现可持续开发利用的目的，在开发中，要采取行之有效的措施，建立资源利用中心的高教低耗体系，要积极推广应用高新技术与设施，提高地热开发的科技含量，发展节约型、效益型的开发利用模式，努力提高地热利用率，减少资源浪费，使地热创造更高的社会、环境、经济效益。（二）环境保护问题地热资源的开发利用可能产生的环境问题是多方面的，主要有水污染、热污染、空气污染、土壤污染、地面沉降等。地热开发利用过程中，必然向大气和水体排放大量的热量，造成周围的空气或水体温度上升，影响了周围环境和生物的存活生长，破坏了水体的生态平衡；地热资源的开发利用过程中，热流体中所含的各种有害气体和悬浮物将排入大气中，造成空气污染；含盐量较高的地热水排入农田将侵蚀土地、破坏植被，会造成严重的土壤板结和盐碱化，同时地热水中，不同程度的含有氧、铀及钍等放射性元素，对人体健康有不同程度的危害；长期地热流体开采而不回灌，将导致地面的沉降和水平位移。所以，地热开发利用过程中引起的环境问题是不容忽视的，对于这些问题我们只要正确认识，给予必要的重视，且积极、认真的研究，采取各种有效的技术措施，严格监测和防治，是可以解决和控制的。[2]
结束语
地热资源与太阳能、风能及潮汐能合称为“四大可再生资源”，随着我国社会经济的发展，人民环保与健康意识的增强，社会对改善能源结构、发展清洁能源的要求与日俱增，无论作为清洁能源还是保健资源、水资源，都具有极其重要的意义和广阔的发展前景。而单一的开发利用不仅浪费资源，而且经济效益也不理想，我们应根据资源条件，贯彻统筹规划、因地制宜、合理开采、综合利用的方针，从单一的粗放型利用向综合的集约化利用发展，不仅能取得较好的资源效益、环境效益和经济效益，而且会取得很好的社会效益。
美国发展情况
从资源量和开发量来说，美国都是全球最大的地热大国。由于普遍重视收益性，目前开发周期较短的风力及太阳能比较引人注目。但是作为可再生能源，地热拥有相当长的历史。并且，地热可作为基础电源实现稳定供给，这一方面重新得到认识，因此最近地热开发活跃起来。[4]
关于美国地热发电的情况，我们可以看看美国地热能协会（GEA：Geothermal Energy Association）2012年4月公布的报告。从2010年1月到2012年3月开发了5处地热发电，共计9万千瓦。这样一来，美国地热发电总量达到了319万千瓦（资料1）。这相当于2010年耗电量的3%。目前共有9个州进行着地热发电，按照量的降序，依次为加利福尼亚、内华达、夏威夷、阿拉斯加、犹他、怀俄明、爱达荷、俄勒冈、密西西比，其中加利福尼亚占82%，内华达占15%。[4]