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油田地熱 穿越寒冬迎來春天

   2017-02-23 中國石油報

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核心提示:  由國家發改委、國土資源部及國家能源局共同編制的《地熱能開發利用十三五規劃》(簡稱《規劃》)2月4日

  由國家發改委、國土資源部及國家能源局共同編制的《地熱能開發利用“十三五”規劃》(簡稱《規劃》)2月4日發布,地熱能發展被置于中國清潔能源發展的首要位置。這是中國出臺的第一份地熱發展五年規劃,也是地熱能在頂層設計中的首次亮相。

  《規劃》明確,在“十三五”時期,大力推廣淺層地熱能利用,開展干熱巖開發試驗工作,建設干熱巖示范項目,2020年,地熱能年利用量7000萬噸標準煤,地熱能供暖年利用量4000萬噸標準煤。專家認為,油田開發地熱的前景都十分可期。因為油田在資源勘查評價和鉆井開發等方面具有長足優勢。然而,喚醒沉睡的地熱資源,并非只需政策和環保的春風,油田發展地熱能源,到底還有哪些路必須走?

  地熱能資源在地球深部賦存環境示意圖

  油田開發利用地熱的“前世今生”

2月14日,國家能源局組織,中國石化、中國石油等相關專家參與的能源行業地熱能專業標準化技術委員會啟動大會暨一屆一次會議在北京召開。能源行業地熱能專業標準化技術委員會是由國家能源局批準成立的標準化技術工作組織,行政主管部門為國家能源局,中國著手制定地熱行業標準,拉開了能源行業地熱能大規模開發的序幕。

由于地熱是一種可再生的能源,深受能源領域投資者的青睞。

中國石油從上個世紀開始涉足地熱能探索,在科技管理部和規劃計劃部的支持下,勘探開發研究院項目組持續開展地熱能開發利用研究,取得了一系列研究成果,支撐了油田地熱的開發利用,目前正全面啟動中國石油油區地熱資源潛力評價、經濟評價和關鍵技術研發工作。

中國石油重組時在勘探與生產分公司成立了新能源處,遼河油田、大慶油田、華北油田等實施的一批地熱能開發利用項目,利用油氣開發過程中的伴生水余熱資源或廢棄井改造為地熱井,用于生活采暖、輸油伴熱、管道清洗等,節約了大量燃油、燃氣、燃煤,經濟效益和社會效益顯著。

華北油田早在上世紀七八十年代開始利用地熱,主要是供暖。地熱利用主要包括:地熱發電、輸油管線維溫伴熱、取暖和花卉種植、熱洗油管等。“十二五”重點開展中低溫地熱發電先導試驗,2013年~2015年,國家“863”中低溫地熱發電項目在華北油田開展發電試驗。

遼河油田的地熱研究工作始于1985年,由地熱研究所負責油田地熱能研究與利用,有穩定的研究、工程設計與施工團隊,已建成10余個地熱項目,包括原油加熱及站內供暖,年替代能耗2.4萬噸標煤,并形成多項專利與專有技術。

大慶油田于1998年發現地熱田,先后由油田勘探開發研究院、地下資源公司、新能源辦公室、勘探事業部、水務公司等單位組織開展地熱評價與應用研究,累計實施熱泵改造項目31項(其中“十二五”期間實施4項),主要利用采出水余熱為生產辦公建筑物供暖制冷,年替代標煤能力達4.65萬噸。

中國石化上世紀90年代開始大規模探索開發利用地熱能,近年來已走在國內地熱能開發利用的前列, 特別是中國石化開創的“雄縣模式”,成為地熱界的典范,可推廣、可復制,行業引領作用明顯。地熱資源具有易回灌、溫度高、水量大的特點。地熱開采采用“取熱不取水”技術共鉆井60口,其中30口回灌,基本實現采灌,建成供暖面積338萬平方米,98%的城市供暖利用地熱能,雄縣成為我國第一個“無煙城”。

中國石化通過對現有255座聯合站均進行余熱利用規劃,其中勝利油田、中原油田、河南油田有3個項目投入運行,20余座聯合站余熱利用項目正在建設中。2013年投入運行勝利油田魯勝集輸總站余熱利用項目、中原油田濮三聯污水余熱供暖項目、河南油田下二門聯合站余熱利用項目,三個項目年節能折合標準煤1.5萬噸,減排二氧化碳約4萬噸。

此外,西北石油局開展煙氣余熱綜合利用項目,普光氣田余熱余壓利用發電項目。

勝利油田、荊州、咸陽淺層地熱能利用方面做了多個熱泵供暖項目,利用淺層地熱、江河水、城市污水等多種熱源,通過熱泵系統開發城市地熱供暖項目,效果良好。 

世界各國地熱利用排名對比圖

  “春風”將喚醒油田沉睡的地熱能

與化石能源相比,地熱能基本不排放污染物。在霧霾頻頻侵襲、環保壓力驟增的當前,油田開發地熱資源,對于緩解能源資源壓力、促進節能減排、發展低碳經濟具有重要意義。此外,地熱能利用系數最高為73%,是太陽能的5.4倍,風能的3.6倍。作為一種儲量大、分布廣的可再生清潔能源,地熱能兼具綠色低碳、用途廣泛、再生利用等多重實質性利好,且不受季節、天氣、晝夜等外界環境因素掣肘,對于國人實現“藍天夢想”意義重大。

況且,地熱能這種源自地球深部的特殊饋贈,資源有保障,利用有基礎。據中國地質調查局2015年的統計數據顯示,中國地熱資源相對豐富,以中低溫為主,埋深在200米~3000米,主要分布在中東部沉積盆地和東南沿海;高溫對流地熱資源分布在藏川滇及臺灣地區。最重要的是地熱資源可再生,遠比化石燃料豐富,我國淺層地熱能資源量折合標煤95億噸;中深層地熱能中的中低溫地熱資源量折合標煤1.37萬億噸標準煤;干熱巖(3~10公里內)資源量折合標煤860萬億噸。其中可利用量相當于4948萬億噸標煤(折合3461.3萬億噸油當量)。

在年前舉行的第240場中國工程科技論壇——2016年中國地熱國際論壇上,記者了解到,經過多年的地熱資源開發探索,我國地熱直接利用連續多年位于世界首位,目前全國336個地級以上城市淺層地熱能年可開采資源量折合7億噸標準煤(折合4.9億噸油當量,可實現建筑物供暖制冷320億立方米)。

據《支撐服務京津冀協同發展地質調查報告(2015)》:京津冀地區每年可開發利用的地熱熱量折合標準煤3.43億噸(其中淺層每年可開采熱量折合標準煤9200萬噸,水熱型年可開發量折合標煤2.5億噸),相當于京津冀2014年燃煤消耗總量的94%,每年可減排二氧化碳8.18億噸。

“十三五”期間,我國地熱開發將按下“快進”鍵,新成立的國家級地熱研究中心、中國石油、中國石化等均已在部署新一輪攻關。中國和冰島聯合成立了中冰地熱技術研發中心,與冰島共同開發東非等地的地熱資源。

在熱火朝天的地熱國際市場,油田工程技術服務企業中,已有先行者走出國門尋找新機遇:中國石油長城鉆探公司,自2007年進入肯尼亞地熱鉆探服務市場至今,已累計簽訂合同達7.5億美元,完成鉆井151口,占肯尼亞目前地熱鉆井數的72%,完鉆井累計產能700兆瓦,將為肯尼亞電網增加30%的發電能力。

通過肯尼亞的高溫地熱鉆井服務市場,長城鉆探已在國際上產生了一定的影響力,在國內的高溫鉆井領域處于領先地位。這是傳統石油企業積極尋找新的業務增長點、保持公司可持續發展的成功探索。

我國地熱能開發利用“十三五”規劃目標可能帶來的環境和經濟效益對比圖

        “中國標準”加速地熱能“熱”起來

油價“寒冬”未過,油田轉型的腳步正在加快。加上我國大部分油田特別是中國石油的油田位于東北、西北等環境惡劣地區,開發難度非常大,對能源的需求量大,開發利用礦區內現有的地熱資源,不但可以實現清潔能源的發展、完成節能減排指標,甚至對霧霾的治理、高含水油田的產業轉型和安排再就業具有重要的意義。

地熱能標委會專家正加緊研究制定符合產業需要、國際領先的地熱能相關標準,大幅提升“中國標準”的國際影響力和貢獻力,充分發揮標準化工作對產業發展的基礎和導向作用,規范和促進地熱產業健康快速發展。

中國石化還積極參與碳減排國際交易項目,形成全球第一個地熱供暖碳資產方法學(修改)。2012年3月成功注冊咸陽CDM項目,這是全球首個地熱供暖CDM項目,2013年雄縣CDM項目注冊成功。2011年-2020年,兩個項目的CER總量約150萬噸。另有14個項目已在國家發改委備案。

在成功開展中深層地熱供暖的同時,石油企業還推進油田余熱利用、地熱發電、地熱農業等業務,中國石化啟動博野“發電+工業應用+供暖+現代農業”一體化地熱梯級利用國內首例國家示范工程,為石油企業開發地熱持續探路。


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