地热能,中国石化、中国石油哪家强

来源:  企观国资       作者:詹碧华      发布时间:2023-9-22 15:20  |  

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近日,在北京举办的2023年世界地热大会上首次发布了《中国地热产业高质量发展报告》。

报告提出,在清洁供暖需求的强烈作用下,中国逐渐形成了以供暖(制冷)为主的地热发展路径,为国际地热发展提供了新思路。

据中国地质调查局数据显示,中国陆区地下3000~10000米范围内干热岩型地热资源量折合标准煤856万亿吨。根据国际干热岩行业惯例,以其2%作为可开采资源量计,约为2022年我国全年能源消费量的3200倍,地热资源利用潜力巨大。

石油企业地热能优势

地热是一种可再生能源,具有资源量大、能源利用效率高、节能减排效果好等诸多优点,当前,中国油田矿权区内蕴藏着大量的中低温热水资源,但总体开发利用程度低,中国东部含油气盆地油气开采含水率多在90%以上,地热资源开发潜力巨大。

油气行业在发展地热方面具备先天优势。中国科学院院士、中国石油新能源首席专家邹才能表示,中国石油在资源、市场、工程、技术四个方面具有明显优势。具体来看,中国石油油气矿权区里面4000米以内浅地热资源折合能达到1万亿吨标煤以上。

其实,中国石化、中国石油均已涉足地热领域,并开展了一系列地热能开发利用活动。

凭借在油气勘探开发业务常年攻关的积累,中国石油在地热领域已经形成五大核心关键技术和四大工程建设实施能力。其中,地热地球物理勘查技术、高温钻完井技术达到国际先进水平,砂岩回灌技术、废弃井改造为地热井技术、中深层水热型地热供暖技术已经达到国内领先水平。

与此同时,作为石化企业的中国石化已悄然成为国内最大的地热开发企业,这都与中国石化本身所拥有的地质勘查及矿权资源优势有关。

业内专家表示,地热勘探开发与油气勘探开发有很大相似性,石油公司开发利用地热能具有先天的优势。作为综合性的国际能源公司和国内油气行业的“主力军”,中国石化、中国石油在油气领域积累的诸多技术、资料和经验已经成为发展地热产业的先发优势。

中国石化和中国石油在油气生产过程中积累了大量地质、钻测井及地球物理资料,可直接移植运用到地热资源的开发利用上。作为油气伴生资源,国内很多油田已开发利用地热多年,如利用油气开发过程中的伴生水余热,或将废弃井改造为地热井重新利用,从而降低地热能开发风险,节约开发成本。

油田大量可改造的废弃井,不仅大大节约能源消耗,还大幅降低地热能开发成本。油气开发过程中的废弃井,很多套管结构完好,稍加改造就可以变成地热井。据估算,废弃井改造为地热井,可节约地热开发成本1/2甚至2/3以上,不仅可降低地热开发风险、减少开发成本,也能盘活大量沉淀资产。例如,辽河油田兴采一矿利用2口废弃井改造为地热井,对3.5× 10 4 m 2 办公区及厂房冬季供暖,每年替代燃煤420t,节约运行成本90万元。

不仅如此,大港油田按照油区不同区域供暖需求,编制废弃井开发利用规划,实现总供暖面积约130万平方米。“常规手段开发地热资源投资较大,但通过将闲置废弃的油井改造为地热井,既可减少打井投入,又能盘活油田资产,可谓一举多得。”大港油田土地管理服务公司地热发展中心技术人员表示。

预计突破1亿平方米

中国地热能可以追溯到唐宋时期(618年—1279年),当时温泉成为皇室贵族的享受,以“华清池”最为著名。到明清时期(1368年—1912年),温泉洗浴逐渐成了民间流行的疗养方式。

到2004年,中国开始在地热能全球舞台上崭露头角,国内地热直接利用量3687兆瓦,位居世界前列。

2020年,中国地热直接利用规模已占全球38%,连续多年居世界首位。国内地热能供热制冷面积近5年年均增长约23%、达13.9亿平方米。

中国地热能快速发展的背后,离不开中国石化对产业的大力推动。

早在1998年中国石化就涉足地热领域,将中国石化新星公司明确定位为以地热开发利用为主的清洁能源公司。

2009年,中国石化新星公司在河北雄县打造了第一座地热供暖“无烟城”,亦称“雄县模式”,即“政府主导、市场运作、统一开发、技术先进、环境保护、百姓受益”,成为可复制的地热开发利用的样板工程。

同一时期相继在北方多个县市布局地热供暖,推动地热供暖走出一条技术可靠、经济可行的新模式。

雄县地处冀中平原,地热资源蕴藏丰富。经过数年探索发展,中国石化与雄县政府成功打造了“政企合作、市场运作、统一开发、技术先进、环境保护、百姓受益”的“雄县模式”,雄县地热开发案例被国际可再生能源机构列入全球推广项目名录。

“‘雄县模式’的内涵在于科学、高效、清洁、可持续开发地热能,对于实现‘双碳’目标具有重要意义。”中国石化新星公司负责人表示。该模式已得到认可,中国石化先后在河北、河南、山东、陕西、山西等5个省25个县城复制推广该模式,对于国内其他地区科学有序开发地热具有重要的借鉴意义。

陕西同样是地热资源十分丰富的省份,中国石化在该省的地热布局甚至更早。1998年,中国石化在咸阳市成功钻凿了第一口地热井,整个咸阳乃至关中盆地地热开发的序幕由此拉开。

在咸阳开创性地开发了全球首个地热供暖清洁发展机制方法学,量化了地热供暖的减排效果;在联合国成功注册了全球第一个地热行业项目——咸阳地热集中供暖项目,成功将西咸新区秦汉新城备案为国内第一个温室气体自愿减排项目;建成全国第一个地热井水溶氦提取试验站……中国石化在陕西的多个“第一”推动了该省地热资源利用逐步从历史悠久的温泉洗浴转向多元化开发。截至2022年底,陕西全省地热供暖面积达4600万平方米,产业规模处于全国前列。

与此同时,中国石化将地热科技研发与生产实际相结合,创建了世界上第一个地热供暖CDM方法学,创新形成集地热勘探等技术于一体的六大核心技术体系,填补了国内空白。

近年来,中国石化地热业务快速发展,在中深层地热开发利用方面处于领先位置,地热采暖面积占全国中深层采暖面积的30%。

目前,中国石化拥有地热资源开发利用重点实验室1个、技术专利130余项,地热业务已辐射11个省(区市)60多个城市。其中,建成10座地热供暖“无烟城”,地热供暖能力超百万平方米的城市已达22个,预计今年年底中国石化地热供暖能力将突破1亿平方米,迎来重大进展。

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今年将突破4000万平方米

在地热领域,虽然中国石油在地热供暖面积方面略逊于中国石化,但中国石油也手握着丰富地热资源,并取得了显著的环境效益和社会效益。

早在20世纪80年代开始,中国石油就已在华北、辽河、大庆等油田实施了一批地热开发利用项目。

1976年,冀中石油会战频繁打出高温高产热水井,中国石油的地热资源开发利用工作随即展开。

1998年,华北油田原有的多种经营单位开始利用地热供暖开展大棚种植,主要种植高端花卉,供应北京、天津等城市。现在华北油田就近利用采油一厂任17计油田余热,为石油新城4000多户居民家中供暖,实现了油田余热和地热资源综合利用。

辽河油田早在2005年就组织开展了辽河油区地热资源调查,摸清了地热资源家底。最新一轮地热普查结果显示,辽河凹陷评价有利热储层区块28个,叠加面积1803平方公里。

2006年,辽河油田就在沈阳采油厂打地热井,为沈采矿区2万多名居民供应热水。截至目前,辽河油田已建和在建地热利用项目14个,总供暖面积达100万平方米,年节约2.6万吨标煤,减排二氧化碳约7万吨。

其中,位于锦州采油厂的欢三联地热示范工程,是辽河油田首个地热工业化利用示范工程。工程利用联合站东侧的2口已建试验水井,改造8口报废油井为地热井,采用联合压缩式热泵机组进行地热井换热,用于联合站来液加温脱水、注汽用软化水预热等,每年可少用天然气900万立方米,清洁能源替代率达41.2%,减排二氧化碳1.8万吨。

从渤海湾盆地到松辽盆地,中国石油一路稳扎稳打,持续开展地热能开发利用基础研究、技术攻关与示范工程。

正是中国石油冀东油田在山东省德州市武城县投运的地热清洁供暖项目,让武城县百姓在寒潮来临之际切身感受到了来自中国石油的“绿色温暖”。

在天津滨海新区,中国石油首个浅层地源热泵系统供暖加制冷项目在大港油田勘探开发研究院院区投运。随着浅层地热能供暖加制冷项目和配套项目的完工,室内温度可以达到24摄氏度,得到了大家一致好评。

在河北唐山,国内单体最大的中深层采灌均衡地热集中供暖项目——冀东油田曹妃甸新城地热供暖面积再次扩大,到辽河油田欢三联地热项目实现油气生产用能清洁替代,再到北京市首个中深层地热供暖试点示范项目即将完钻投运……今年,冀东油田进军中原,开发建设开封市产城融合示范区清洁能源集中供热及配套管网建设项目……中国石油地热产业的版图在神州大地徐徐铺开。

截至2022年,中国石油新建成地热供暖面积1006万平方米,累计建成地热供暖面积近2500万平方米。2023年,已经在河北、河南、山东等地开拓供暖市场3680万平方米。

地热资源利用率低

虽然,中国石化、中国石油在地热能领域取得较好的成绩,但业内人士认为,尽管中国地热资源丰富,利用总量却不高,而且在开发利用方面还存在以下两个问题:

一是地热能资源开发评价技术滞后。在浅层地热资源开发利用方面,地埋管还需要进行土壤源热响应试验精确性、有效隔热(热短路/热贯通)、换热充分性及冷热均衡等技术攻关,以提高浅层地热资源的利用效率。对于水热型地热资源的开发利用,目前存在回灌工艺、回灌对热储层的影响、采灌井距、采灌平衡条件及回灌过程中管道堵塞、结垢等技术问题有待解决。热储法等地热资源评价技术精度偏低,有待完善。

二是相关专业技术人员不足。地热能的开发利用需要对地下资源进行有效开发和地上有效利用才能保证开发效益,这需要专业的地热开发人才队伍。目前,地热开发人才大多来自石油、煤炭等能源领域,远不能满足地热大发展的需求。

(本文为企业观察报原创文章,如需转载请联系编辑部)

(编辑:王星

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