吉林省地热能开发状况及应用前景

一、地热能

(一)吉林省地热资源与产业概况

吉林省地热能资源丰富,资源主要分布在东部长白山天池温泉群、抚松县、临江市等地;中部长春双阳、四平伊通等地;西部长岭等地。据推算,深部地热资源量潜力相当于26亿吨标准煤,地热水温最高可达90°C。目前,地热能开发仅限于温泉、洗浴和养殖,从长远看具有供热和发电潜力。此外,在省内地表地下水资源丰富地区以及利用城市污水可以开发地源热泵用于供暖制冷。

吉林省地热资源勘查工作始于上世纪70年代,主要以国家战略性普查为主,还没有形成可供开发利用的详查地质资料。我省利用的地热资源主要有两种:天然出露的温泉地热资源和通过热泵技术可开采利用的浅层地热资源。地热能利用主要小规模集中于温泉洗浴和养殖。地源热泵已经在长春、吉林、四平和延边等地均有所开展。地源热泵利用的是浅层常温土壤或地下水中的能量,作为一种高效节能、零污染、低运行成本的,既可供暖又可制冷的空调系统,在国家将沈阳作为地源热泵的试点城市之后,经过几年时间的推广和发展,其辐射范围逐步渗入到整个东北,得到了越来越广泛的认可,特别是在冬季供热中,这一新型能源受到了越来越多人的关注。吉林省地源热泵技术应用面积2009年有较大幅度的提升,在市场实现快速增长的背后,其主要原因来自于政府部门对地源热泵技术应用的支持以及地源热泵生产厂家在吉林地区的推广。据统计,目前全省范围内已有100多个共计约200万平方米的工程在应用地源热泵技术。

(二)国内外地热产业发展概况

1﹒国内外温泉利用概况

西欧温泉疗养的发展遵循“疗养、洗浴—保养、休闲—综合温泉度假观光”的历史轨迹。以英国著名的温泉城市Bath为例。早在公元前一世纪,罗马人就在该城利用温泉建设了一个罗马式的浴池,当年这个浴池的用途是大众浴池,无任何休闲娱乐方面的设施。17世纪晚期以后,伴随着英国国家经济的增长及都市人群对闲暇生活的需求多样化,此处的温泉开发逐渐兴盛。现在的温泉开发已经朝着提供综合性温泉、观光产品的方向发展。

德国是中欧的代表,强烈的服从意识使得德国温泉具有浓厚的疗养、保养功能,在那里看不到西欧那种强烈的消费现象。早在1972年,德国温泉治病的费用就占GNP的2%,所有温泉都受到政府的严格控制。德国洗浴文化是伴随18世纪~19世纪罗马人的入侵而开始盛行的。20世纪初,温泉疗养院发展到极盛时期。17世纪,德国人在温泉区建设了供病人用的“温泉保养馆”。1816年,威斯巴登成为纳绍公国的首都,温泉被进一步开发利用。城内共有26座温泉,其中的KurhausW iesbaden过去是温泉中心,现在是德国最美丽的会议中心之一。今日的W iesbaden城内的温泉产品仍然以疗养、保养功能为主,并有少量的娱乐设施。向贵族、妇人、吉普赛人、农民的温泉治疗设施,如今的匈牙利依然被称为“世界温泉的故乡”。前苏联、捷克、斯洛伐克、罗马尼亚同样有着丰富的温泉资源,社会主义建设时期,温泉在工会组织的团体休养及市政温泉热量利用方面发挥了相当大的作用。进入20世纪60年代,通过温泉疗养来获取外汇成为当时国家重要的经济来源,冷战时期温泉开发一时呈现停滞状态。随着东欧社会主义阵营的解体,温泉开发再次兴起,并出现了机能区划效果不同的温泉地有着治疗不同疾病的效果,吸引了来自德国、奥地利及中东的患者。东欧的温泉开发也逐渐从社会主义建设时期的单纯洗浴、疗养功能转向开发综合温泉旅游产品。如在匈牙利,由于政府的重视,该国的温泉旅游产品已初具规模。近两年来,该国已经投入了1﹒55亿美元用于温泉旅游产品的开发,并斥资4﹒5亿美元兴建了82座温泉设施和8座酒店。2003年年初,一座温泉度假主题公园在东部的德布勒森开业,投资金额高达1 000万美元。

中国、日本、韩国是亚洲温泉地发展的代表。日本温泉地已经历了从汤治到保养、休养、观光、欢乐的全过程。日本学者山村顺次在总结了日本温泉地的发展状况和特点的基础上,将日本温泉地划分为疗养型、中间型和观光型3种类型,并指出那些作为近程疗养地的温泉随着交通条件的改善,远距离的游客也能达到,而逐渐由疗养型温泉地转变为观光游憩型目的地。目前观光型温泉地在日本所占比例已经达到83%,因此观光型温泉地也被认为是温泉旅游发展的主流。韩国在被日本占领时期,温泉地得到了开发,但因其温泉资源贫乏,以及战后着手经济建设,所以温泉开发几乎停滞。进入20世纪70年代,韩国国民生活水平有了较大提高,全国各地人工掘出的温泉大量增加,但都属娱乐性质。现代韩国温泉产品可以以“思帕比斯”为代表,它号称东方规模最大的保健主题温泉,也是韩国第一座引入“保健”概念,并依据此主题设计建设的全新温泉。从日本与韩国对温泉的利用状况看,亚洲温泉资源的开发利用将向着娱乐方面发展。

在我国“工人疗养院”和“干部疗养院”阶段,温泉开发注重的是温泉“疗”的方面,此时的温泉疗养地功能单一。在设施上单纯为了“泡”温泉而设计,建设上表现为温泉室内化,在气氛上更多偏向于医院。这是温泉资源开发模式在特殊历史阶段的选择。现在建设起来的温泉,开始突破“疗”的局限,加入了“休闲”的因素,其目的是吸引更多的人享受温泉资源。这一阶段温泉开发的主要特点为规模小、面向高消费阶层,在建设上表现为温泉室内化、硬件别墅化,但功能较为单一与雷同,不注重旅游环境营造,没有形成多元化的温泉文化和温泉生活方式。

20世纪90年代中期以后出现的第二代温泉产品在开始注重环境风格、加强室外个性化浸浴的同时,还不断增加了保健康体、休闲文化与娱乐等功能,并结合自然旅游、体育旅游、民俗旅游、美食旅游等,逐渐扩大以温泉为核心的度假产品。如1996年兴建的珠海御温泉,其定位是“大型多功能露天温泉”。该度假村建有四星级度假酒店和多种餐饮、娱乐、休闲、保健配套设施。

我国温泉产品发展的一种趋势—温泉产品从过去只面向工人、伤员和高级干部逐渐转为面向社会大众。温泉的形式从室内温泉到露天温泉,再发展成为消费高低层次结合,露天、室内结合,分别突出个性化和大众化的各式温泉。温泉的开发形式从疗养院到温泉宾馆和温泉医院,再发展到温泉度假村,今后将朝着大型温泉度假休闲区的方向发展。温泉产品的功能从注重疗养到疗养与度假结合,再到疗养、度假与观光三者的结合。温泉文化从单一向多元和综合方向发展。温泉产品所发生的改变是因为设计理念的改变—以往的设计只是从疗养的角度考虑,之后逐渐注入度假休闲的因素,今后的理念将不仅仅着眼于疗养,而是使温泉消费成为一个都市高收入人群的生活方式,使温泉产品与众多附加产品一起形成一个综合体。温泉产品与温泉开发设计理念的改变要求新载体的出现,即需要一种新的温泉开发模式。

2﹒国内外地源热泵发展情况

虽然浅层地热能资源储量巨大,属节能环保绿色能源,但若不进行开发利用,不能体现其价值。用于开发浅层地热能的热泵技术是1912年由瑞士人提出的,1946年第一个热泵系统在美国俄勒冈州诞生。1974年起,瑞士、荷兰和瑞典等国家政府逐步资助建立示范工程。20世纪80年代后期,热泵技术日臻成熟。在国际社会中,由于其在减少二氧化碳方面得到普遍认可而受到广泛关注。

利用热泵技术开发利用浅层地热能较好的国家有美国、瑞典、瑞士和德国,已有大量装机的国家有加拿大、奥地利、法国和荷兰,开始重视和推广应用的国家有中国、日本、俄罗斯、英国等。热泵增长较快的主要还是在美国和欧洲地区。如美国,截止到目前为止已安装了400,000台,而且每年以10%的速度稳步增长。美国地源热泵工业已经成立了由美国能源部、环保署、爱迪逊电力研究所及众多地源热泵厂家组成的美国地源热泵协会,该协会在近年中将投入一亿美元从事开发、研究和推广工作。美国计划到2010年达到每年安装40万台地源热泵的目标,届时将降低温室气体排放100万吨,相当于减少50万辆汽车的污染物排放或种植树100万英亩,年节约能源费用达4﹒2亿美元,此后,每年节约能源费用再增加1﹒7亿美元。至2005年,全世界有33个国家已安装了130万台地源热泵装置,总装机15723MW t,是2000年的2﹒98倍,合每年增长24﹒4%,占世界地热直接利用总装机容量的56﹒5%,已是地热供暖份额(14﹒9%)的3﹒8倍。

从地源热泵应用情况来看,北欧国家主要偏重于冬季采暖,而美国则注重冬夏联供。由于美国的气候条件与中国很相似,因此研究美国的地源热泵应用情况对我国地源热泵的发展有着借鉴意义。

我国1965年研制成功国内第一台水冷式热泵机组,随后发展缓慢。直到20世纪80年代末,相关领域才开始了一些研究,在热泵模型仿真、试验装置、能耗评价以及系统材质等方面取得了一些进展。北京市、天津市、沈阳市是我国应用地源热泵技术开采浅层地热能,对建筑物进行控温较早且发展较快的城市。近年来,河南、陕西、内蒙古、山东、安徽、湖北、湖南、广东等省也都开始了开发利用浅层地热能的探索和试点工作。从地域分布上,在我国华北和东北南部地区工程数量较多,占总工程数量的78%。

随着国家对节能减排,经济环保的新能源不断加大支持力度,先后出台的扶持地温资源开发利用与地源热泵技术应用的相关政策法规,促使我国在这方面有了较大发展。据不完全统计,截至2008年中期,全国利用(深、浅层)地温(热)资源,建立地源热泵系统工程的制冷(供热)面积约8000万m²,每年正以约20%的速度增长,可以预计中国的地源热泵市场前景广阔。目前在我国来说,技术上比较成熟、利用可行性较大、实施的工程项目较多的是地下水热泵系统。目前国内生产水源热泵机组的厂家也已达到二、三十家。因为国内还没有颁布水源热泵机组的生产技术标准,国内厂家生产的产品质量差别较大,从有些厂家的产品样本来看,技术参数不完整、不准确。(www.chuimin.cn)

(三)吉林省地热产业发展目标、有利政策及建议

1﹒吉林省地热产业发展目标

加大对地热资源勘察的投入,研究中低温地热发电并推进相关的示范项目。扩大全省地源热泵供热制冷面积。充分利用地热水开发供热、养殖、旅游项目,逐步扩大地源热泵示范范围。

2﹒吉林省地热产业发展可利用政策

2002年12月,国土资源部《关于进一步加强地热矿泉水资源管理的通知》(国土资发[2002]414号)指出,“地热资源是宝贵的矿产资源,是重要的清洁能源之一”;“要加大地热资源的勘查评价力度,加强地热资源开发利用和保护”;“开展地热开发示范项目和地热水回灌等新技术的研究推广工作,实现地热资源的可持续利用”。

2005年2月28日,国家主席胡锦涛颁布33号主席令:2006年1月1日《中华人民共和国可再生能源法》开始正式实施。地热能的开发与利用被明确列入新能源所鼓励发展的范围。

2005年11月29日,国家发展和改革委员会制订并颁布了《中华人民共和国可再生能源产业发展指导目录》,“地热发电、地热供暖、地源热泵供暖或空调、地下热能储存系统”被列入重点发展项目;“地热井专用钻探设备、地热井泵、水源热泵机组、地热能系统设计、优化和测评软件、水的热源利用”等被列为地热利用领域重点推荐选用的设备。

2006年1月1日起,由国家发展和改革委员会制订的《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》开始执行。其中第九条:太阳能发电、海洋能发电和地热能发电项目上网价格主管部门按照合理成本加合理利润的原则而制定。

2006年4月,《国土资源“十一五”规划纲要》出台,提出十一五期间要加大能源矿产的勘查力度,“开展地热、干热岩资源潜力评价,圈定远景开发区。”

2006年8月,国家财政部发布《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》中明确提出“加强对可再生能源发展专项资金的管理,重点扶持燃料乙醇、生物柴油、太阳能、风能、地热能等的开发利用。”其中第二章有关“扶持重点”第七条中提出“在建筑供热、采暖和制冷的可再生能源开发利用,重点支持太阳能、地热能等在建筑物中的推广应用。”

2007年1月,建设部发布《建设事业“十一五”重点推广技术领域》,确定了“十一五”期间九大重点推广技术领域,其中“建筑节能与新能源开发利用技术领域”中重点推广太阳能、浅层地热能、生物质能及其他能源利用技术;其中重点推广建筑节能改造技术、供热采暖制冷系统节能改造技术。

2007年9月,国家发展和改革委员会组织制定了《可再生能源中长期发展规划》,经国务院审议、正式公布。其中对地热能的中长期发展目标和方向做出明确规定。“要积极推进我国地热能的开发利用,合理利用地热资源,推广满足环境保护和水资源保护要求的地热供暖、供热水和地源热泵技术;在具有高温地热资源的地区发展地热发电,研究开发高温地热发电技术;在长江流域和沿海地区发展地表水、地下水、土壤等浅层地热能进行建筑采暖、空调和生活热水供应。

3﹒吉林省地热能产业发展建议

(1)地热。加快开展地热能资源普查、勘探和规划,积极探索松辽沉降带地热能的综合开发利用。深化地热资源评价工作,通过技术、经济、综合性评价,搞好地热资源开发利用。

在白山、延边、四平和长春等地热资源富集地区,充分利用地热资源发展热电、疗养保健、温室种植等,重点在伊通建设供热示范区。

加大对中低温地热发电研究和示范工作,形成开发利用配套技术,建立高效示范基地。扩大地热利用研究范围,积极探寻油田区域的地热资源开发,利用地热进行发电、供热、供暖。

(2)地源热泵。在“十二五”期间,根据水资源分布情况,逐步扩大地源热泵示范范围。在地表水和地下水丰富的白城、松原、吉林等地区发展水源热泵,在其他地区因地制宜发展土壤源、污水源等热泵供暖制冷项目。