我国地热能开发现状及展望.pptx
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我国地热能开发现状及展望.pptx
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,国家地热能中心中冰地热研发中心国家地热能标委会中石化地热重点实验室中国石化新星公司二一八年七月,2,人类在煤炭和石油的开发利用过程中,发明了蒸汽机、内燃机,接着又发明了电,从而大大提高了劳动生产率,促进了社会的文明进步,从此告别了农耕文明,进入了工业文明。
但是,二百多年工业文明的实践表明,化石能源的广泛使用带来的环境问题和气候问题日益严峻,人类遭遇了“黑色困惑”。
中国经历了近三十多年的快速经济增长,环境问题也愈来愈尖锐。
(一)化石能源的大量使用带来了严峻的环境问题和气候问题,2,前言,3,
(二)中国环境容量问题更加突出,前言,中国不但人均资源(水、耕地、矿产资源等)显著低于全球平均水平,环境容量也远远低于全球平均水平。
中国90%的人口居住在黑河-腾冲线(胡焕庸线)以东的国土上,东部的土地面积约为全球陆地总面积的不到1/30,我们在这块土地上每年消耗全球煤炭的40%,即在东部的单位国土面积上消耗的煤炭(称为“耗煤空间密度”)是全球平均值的12倍。
“碳排放的空间密度”已是全球平均值的6倍。
如果单独计算京津冀地区的数据,则更为严重。
仅以“煤耗空间密度”为例,它又是我国东部地区平均值的2.5倍,是全球平均值的30倍之多!
再加上北有燕山、西有太行.,4,未来地球的可持续发展呼唤着人类由工业文明向生态文明转变,而这个转变的基础是新的能源革命:
告别黑色、高碳,转向绿色、低碳。
(三)中国和世界迫切需要一场新的能源革命,目前的能源结构以化石能源为主,未来将逐步转为以水电、核能、地热能、太阳能、风能、生物质能、海洋能等非化石能源为主。
欧盟最近决定,2030年可再生能源在终端消费中占比将达到30%。
根据我国能源发展战略和规划,到2020年,非化石能源比例要从2015年的12%提高到15%。
我国非化石能,源消费量占能,源总消费量12%,4,前言,前言,李四光指出:
“地下是一个大热库,是人类开辟的一个新的自然能源,就像人类发现煤炭、石油可以燃烧一样重要”。
经过40年的不懈努力,我国地热产业取得长足发展,我国地热供暖制冷面积达到5亿平米。
随着我国能源结构调整、大气污染治理要求的日益迫切,地热能作为一种潜力巨大的清洁可再生能源,将发挥日益重要的作用。
5,汇报提纲,一、世界地热资源及开发利用现状,二、中国地热能开发利用现状三、中国石化地热产业发展状况四、中国石化地热产业发展展望五、中国地热产业发展趋势,6,一、世界地热资源及开发利用现状,
(一)地热能的概念和分类地球是一个巨大的热库,它由地壳、地幔和地核组成。
地热就是指地球内部蕴藏的能量。
地热能主要来源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。
我们常说的地热能是指能够经济地被人类所利用的地球内部的热量。
地热能一般集中分布在构造板块边缘地带,全球主要包括四个地热带,分别是环太平洋地热带、大西洋中脊地热带、红海-亚丁湾-东非裂谷地热带、地中海-喜马拉雅地热带。
全球地热资源量折合标煤4950万亿吨。
7,目前技术经济条件下可以采集的深度范围内,富含可经济开发利用的地热能及地热流体的地域称为地热田。
热储是指地热能相对富集,具有一定渗透性并含载热体的岩石或岩体破碎带。
地热田是由热储、盖层、热流体通道和热源四大要素组成。
一、世界地热资源及开发利用现状,8,水热型地热能指蕴藏在地下水中,通过天然通道或人工钻井进行开采利用的地热能。
3.0km,10.0km,0.2km,地面,浅层地热能指蕴藏于地表一定深度(一般小于200m)范围内岩土体、地下水和地表水的热能,主要通过热泵进行利用。
干热岩指埋深3000m以上、温度大于200,内部不存在流体或仅有少量地下流体的有较大经济开发价值的热储岩体。
9,根据地热能赋存埋深和温度,地热能可分为三类:
浅层地热能、水热型地热能及增强型地热系统(干热岩)。
一、世界地热资源及开发利用现状,浅层地热能供暖、制冷,
(二)地热能的开发利用方式地热资源的开发利用可分为发电和直接利用两个方面。
高温(150)地热资源主要用于发电;中温(90-150)和低温(90)地热资源则以直接利用为主;对于25以下的浅层地热能,可利用地源热泵进行供暖和制冷。
10,一、世界地热资源及开发利用现状,2014年全球地热资源直接利用量前10名国家(单位:
GWh/y),11,(三)世界地热资源开发利用现状截至2014年底,全球开发地热资源进行直接利用的国家有82个,地热直接利用等效装机容量达7032万千瓦,比2010年增长了约45%。
每年所节约的能源相当于5220万吨石油,减排4600万吨碳和1.48亿吨CO2。
一、世界地热资源及开发利用现状,2017年全球地热发电装机排名前10名国家(单位:
MW),二、世界地热资源及开发利用现状,(三)世界地热资源开发利用现状全球开发地热资源进行发电的国家有26个,累积发电装机容量达1401万千瓦。
2009年,土耳其地热发电装机容量仅为91兆瓦,到2014年,地热发电装机容量为397兆瓦,截止到2017年底,发电装机达1053兆瓦。
土耳其鼓励地热发电,地热发电上网电价额外补贴10.5美分/kWh,在未来25年内,土耳其政府能将地热发电上网收购电价保持在20美分/kWh。
12,汇报提纲,二、中国地热能开发利用现状,一、世界地热资源及开发利用现状,三、中国石化地热产业发展状况四、中国石化地热产业发展展望五、中国地热产业发展趋势,13,
(一)我国地热资源量大,地级以上城市浅层地热能年可采资源量折合标煤7亿吨。
4000米以浅水热型地热资源量折合标煤12500亿吨,年可采资源量折合标煤18.7亿吨。
3.0-10.0km内资源量相当于860万亿吨标准煤现正处于研发阶段,浅层地热能,14,水热型地热能,干热岩,二、中国地热能开发利用现状,(国土资源部2015年发布)中国地热资源量约占全球的六分之一。
东北地区南部华北地区,江淮流域,四川盆地,
(二)我国地热资源分布广泛1.浅层地热能按资源品质分适宜区、较适宜区、较不适宜区和不适宜区4类。
其中,资源利用条件好的适宜区主要分布在东北地区南部、华北地区、江淮流域、四川盆地。
我国浅层地热能资源分布图,15,二、中国地热能开发利用现状,2.水热型地热能高温对流型地热资源主要分布在滇藏及台湾地区;中低温对流型地热资源主要分布在我国东南沿海和胶辽地区;中低温传导型地热资源主要分布在大中型沉积盆地,资源潜力巨大。
高温对流型中低温对流型中低温传导型,二、中国地热能开发利用现状,16,3.干热岩主要分布在西藏,其次为云南、广东、福建等东南沿海地区,山东、陕西局部地区亦有分布。
我国干热岩地热资源可能分布区示意图,二、中国地热能开发利用现状,17,18,18,(三)产业发展现状经过40余年的开发利用,中国已经形成了地热资源开发利用技术先进,开发利用面积大、效果好,地热资源开发利用产业从供暖向梯级利用、现代高效农业、多能源集成等产业方向发展的态势。
截止“十二五”末,中国地热产业已实现年替代标煤2000万吨,占一次能源消费的0.465%,成为我国可再生能源家族中的重要一员。
培育了中国石化、北京地矿局、天津地矿局、恒有源、河南万江、浙江路特等一批有实力的地热勘察开发利用企业,形成了较为完备的地热勘察开发利用技术体系,具备了加快发展的基础。
二、中国地热能开发利用现状,国奥村(污水源热泵),(三)产业发展现状1.浅层地热能供暖/制冷上世纪90年代引入地源热泵技术,虽然起步晚,但发展很快。
目前应用范围扩展至全国31个省市自治区。
到2015年底,全国浅层地热能供暖/制冷面积达到3.92亿平方米,实现年替代标煤1160万吨,年减排二氧化碳3000万吨。
上海世博会(江水源热泵)19,二、中国地热能开发利用现状,20,雄县地热供热站,雄县盛唐小区地热供暖,(三)产业发展现状2.水热型地热能直接利用20世纪90年代以来,地热资源开发利用得到了蓬勃的发展,形成了以天津、陕西、河北为代表的地热供暖,以北京、东南沿海为代表的温泉旅游与疗养等水热型地热资源直接利用方式。
到2015年底,全国水热型地热供暖面积达到1.02亿平方米,实现年替代标煤290万吨,减排二氧化碳750万吨。
二、中国地热能开发利用现状,3.地热发电中国20世纪70年代,先后在广东丰顺、河北怀来、江西宜春、湖南灰汤、辽宁熊岳、广西象州和山东招远等7个地区,建设了中低温地热发电站,在西藏羊八井建设了中高温地热发电站。
中国地热发电总装机容量为27.88MW。
进入“十三五”,我国地热发电取得进展,其中锦江集团在西藏羊易即将完成总装机容量32MW,云南德宏新建1MW,另外还有四川、河北、青海等建成了一些小的发电装机项目,累计共实现地热发电装机总量61.38MW。
二、中国地热能开发利用现状,云南德宏瑞丽地热发电站,广东丰顺地热发电站,21,二、中国地热能开发利用现状,4.干热岩,我国针对干热岩的勘探开发基本上仍在勘查阶段,尚未开发利用。
国内干热岩资源勘查集中在青海共和、福建漳州、海南等地。
2017年8月,中国地调局宣布,青海共和盆地GR1井在3705米深处钻获236高温干热岩体,实现干热岩勘查的突破。
22,雄县地热供热站,(四)已探索出多种地热开发模式成功案例1、以“雄县模式”为代表的中深层地热集中供暖模式中石化新星公司与雄县政府合作,雄县城区实现了地热集中供热全覆盖,成为我国第一个“无烟城”,成功打造了技术可复制、经验可推广的“雄县模式”。
地热进村。
目前雄县农村已完成大营镇后营、中营等10个村、4423户地热代煤供暖改造工作,供暖面积63万平方米。
全县建成供暖能力530万平方米。
23,雄县胡家台地热村,23,二、中国地热能开发利用现状,24,24,蒸发器,凝汽器,S汽轮发电机组,工质泵,地热流体13095尾水,预处理,23,4535,地热发电,换热器热泵1513,回灌,38,55,吸收式热泵,供冷,70供热50,供热,(四)已探索出多种地热开发模式成功案例2、河北保定博野地热梯级利用项目已启动博野“发电+工业应用+供暖+现代农业”一体化地热梯级利用国内首例国家示范工程,地热发电装机5MW,供暖200万平方米。
二、中国地热能开发利用现状,25,上海世博会(江水源热泵),重庆地表水源热泵项目示意图,25,(四)已探索出多种地热开发模式成功案例3、南方“水空调”等供暖制冷开发利用案例利用江水、河水、湖水及海水等作为热泵冷热源。
通过地表水地源热泵系统直接抽取或者间接换热的方式开发地热项目。
上海世博会就是在国内首次采用了这种开发模式,应用地源热泵以及江水源热泵技术的空调冷热源集成技术,实现了100的再生能源运用。
重庆市地表水源热泵项目已建成15项,服务面积约335万平方米。
二、中国地热能开发利用现状,26,清河,清河,26,(四)已探索出多种地热开发模式成功案例4、城市污水余热利用案例北京国奥村采用附近清河污水处理厂的污水作为空调系统的冷热源,为41万平方米建筑供暖、制冷,年节约标煤3600吨,减排二氧化碳8600吨。
该项目为国内首例大型污水热泵系统工程,曾获得美国绿色建筑LEED金奖和绿色生态建筑节能金奖。
我国城市现存的大量污水处理厂将为余热利用提供丰富的资源。
二、中国地热能开发利用现状,27,27,(四)已探索出多种地热开发模式成功案例5、油田采油污水余热利用案例油田联合站集输伴热过程中,一方面需要消耗大量的化石能源,另一方面中低温采油污水回注地下造成能量白白浪费。
鉴于这种情况,通过采油污水余热利用项目,将低品位回注污水余热转化成能够满足原油外输和掺水加热以及边远矿区供暖需要的热源,替代了过去的燃油和燃气加热炉,取得了良好的效果。
中石化拥有255个联合站,国内陆上油田存在大量的采油污水,将为余热利用提供丰富的选择空间。
项目利用“双效吸收式热泵+板式换热技术”,配置吸收式热泵2台,螺旋板换热器12台,板式换热器4台,替代全部加热炉。
纯梁采油
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