豐富地?zé)豳Y源助力雄安新區(qū)生態(tài)文明建設(shè)
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中國網(wǎng)/中國發(fā)展門戶網(wǎng)訊 設(shè)立河北雄安新區(qū)是以習(xí)近平同志為核心的黨中央根據(jù)新時代的國家發(fā)展需要作出的重大決策，是千年大計、國家大事。要建設(shè)藍綠交融、水天一色的生態(tài)友好城市，必須做好大氣污染防治工作以及其他環(huán)境保護工作。
冬季是華北地區(qū)霧霾頻發(fā)的時期，2016?年?12?月21日，習(xí)近平總書記在中央財經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組第十四次會議上的講話中提到：“推進北方地區(qū)冬季清潔取暖，關(guān)系北方地區(qū)廣大群眾溫暖過冬，關(guān)系霧霾天能不能減少，是能源生產(chǎn)和消費革命、農(nóng)村生活方式革命的重要內(nèi)容”，明確指出，清潔取暖是從源頭上治理霧霾的關(guān)鍵一環(huán)。
基于長期的研究工作，筆者團隊早在?20?世紀?80?年代就已經(jīng)闡明，華北地區(qū)地?zé)豳Y源豐富，其中京津冀地區(qū)最為豐富。21?世紀以來，以雄安新區(qū)的雄縣為例，集中開展了大型巖溶熱儲評價與開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)研究。理論模型和現(xiàn)場實踐結(jié)果均表明，華北地區(qū)廣泛分布的碳酸鹽巖儲層中發(fā)育的大型巖溶熱儲，規(guī)模大，地?zé)豳Y源品質(zhì)優(yōu)，可以實施采灌平衡的大規(guī)模開發(fā)利用，屬世界罕見，可以支撐地?zé)峁┡纬僧a(chǎn)業(yè)，替代燃煤，緩解該地區(qū)霧霾。本文嘗試對?21?世紀以來華北地?zé)嵫芯抗ぷ鳎貏e是大型巖溶熱儲的地?zé)嵫芯恳约靶劭h地區(qū)的地?zé)衢_發(fā)利用中熱儲工程關(guān)鍵技術(shù)作簡要回顧和分析，并就下一步工作提出建議。
大型巖溶熱儲成因與評價
與化石能源相比，地?zé)崮芫哂袕姶蟮纳鐣?jīng)濟與環(huán)保優(yōu)勢，其利用過程中基本不排放污染物，也不會排放大量?CO2。與太陽能和風(fēng)能相比，地?zé)崮苁且环N連續(xù)穩(wěn)定的能源，一年?365?天、每天?24?小時穩(wěn)定存在；而且，地?zé)崂眯矢撸梢宰龅健盁犭娐?lián)產(chǎn)”，同時供應(yīng)暖氣和熱水。
中科院的地?zé)釄F隊在華北地區(qū)開展了長期的地?zé)嵫芯浚傲濉庇媱澠陂g（1980—1985?年），開展了系統(tǒng)的地溫測量和大地?zé)崃鳒y試，收集整理了石油勘探的地?zé)豳Y料，圈劃出相對高溫區(qū)域，開展地溫場的數(shù)學(xué)模擬，探討了該地區(qū)的構(gòu)造-熱演化特點。20?世紀90?年代開展了冀東油田地?zé)豳Y源研究（企業(yè)委托項目）；“十一五”規(guī)劃期間（2005—2010?年），開展了華北地區(qū)深部煤礦山熱害防治研究（“973”計劃項目），針對煤層與碳酸鹽巖熱儲組合結(jié)構(gòu)，研究熱量聚集與熱害形成機理與分布特點。“十二五”規(guī)劃期間（2010—2015?年），開展了渤海灣盆地?CO2地質(zhì)封存中的地?zé)釂栴}研究（“863”計劃項目）、典型熱儲成因分析與開發(fā)利用技術(shù)研究（企業(yè)委托項目）、大型巖溶熱儲對規(guī)模化開采的響應(yīng)研究（國家自然科學(xué)基金委資助項目）。此外，還有“華北克拉通破壞的地?zé)崮Ｐ椭萍s”（國家自然科學(xué)基金委資助項目）等基礎(chǔ)性研究工作。基于長期的研究，筆者團隊發(fā)現(xiàn)雄安新區(qū)地下蘊藏著極其豐富的地?zé)豳Y源。僅就地下3?000?米以淺的經(jīng)濟深度而論，就有?3?類地?zé)豳Y源和熱儲層可供利用，歸納如下。
淺層地?zé)崮堋Ｎ挥诘叵?200?米以淺，可與地源熱泵技術(shù)相結(jié)合，達到節(jié)能目的。地源熱泵供暖效率通常比普通空調(diào)高?4?倍，比空氣源熱泵高?2?倍。此類地?zé)豳Y源的利用，采用地埋管換熱方式，不破壞環(huán)境，節(jié)電、節(jié)煤效果顯著。雄安新區(qū)淺層地?zé)崮茉诘叵驴臻g合理調(diào)配的基礎(chǔ)上比較適合利用。
砂巖熱儲。位于地下?200?米至?3?000?米深度范圍內(nèi)，可以采用抽水加回灌的方式利用，可用于供暖或供熱，替代燃煤，減緩霧霾。不過，此類熱儲層有一定局限性，主要缺點是有一些地區(qū)回灌比較難，平均只有30%?回灌率，即每開采?100?立方米熱水，只有?30?立方米左右可以順利回灌到地下。剩下的部分，若排放到地表水體，則會帶來污染，達不到清潔能源的要求。因此，此類資源應(yīng)該慎用，可以實行以灌定產(chǎn)的政策加以調(diào)控。
碳酸鹽巖熱儲。位于地下?1?000?米至?3?000?米深度范圍內(nèi)，其中的中、晚元古界巖溶（喀斯特）特別發(fā)育，形成大型巖溶熱儲，可用于供暖或供熱。在雄安新區(qū)，廣泛分布著元古界霧迷山組白云巖熱儲，總厚度可達數(shù)千米，千米深處的溫度在?60℃?以上。其最大優(yōu)點是出水量大，尾水可以?100%?回灌到地下，實現(xiàn)循環(huán)利用。
雄安新區(qū)以上?3?種類型地?zé)豳Y源的儲量計算結(jié)果如表?1?所示，其中淺層地?zé)崮苜Y源量參考中國地調(diào)局的評價結(jié)果[5]，砂巖熱儲和碳酸鹽巖熱儲的資源量采用類比法由雄縣地?zé)崽锏馁Y源量推算求得。
