地熱能是指在當前的技術、經濟和地質環境條件下能夠科學、合理地開發出來的，地殼巖石中的熱能量和地熱流體中的熱能量及其伴生的有用組分。地熱能按溫度可分為高溫、中溫和低溫3類; 按儲存方式可分為熱水型、蒸汽型、地壓型、干熱巖型、巖漿型5 類，由于技術、成本等原因，目前人類開發利用的地熱資源主要為熱水型和蒸汽型; 按開采深度可分為深層地熱能和淺表層地熱能［3 － 4］。地熱能可應用于直接發電、雙循環發電，熱水直接供暖，地源熱泵，農業種養殖，工業熱加工、脫水、干燥、鹽回收，醫療，溫泉旅游等，具有清潔、高效、儲量巨大、分布廣泛、持續穩定等優點。

 

  隨著地熱勘測、開采和應用技術的發展，地熱能逐步得到應用推廣，在優化能源結構，減少碳排放，實現可持續發展中發揮出越來越多的作用。

 

  1 呼和浩特地熱能能源稟賦

 

  1. 1 地熱地質條件

 

  呼和浩特地區位于呼包盆地東部邊緣。呼包盆地位于華北臺地北緣，屬中新生代斷陷盆地，且為階梯式斷陷盆地。該盆地呈長條狀分布，基底埋深由中部向兩側變淺，區內無年輕的酸性巖漿巖，其熱源主要來自地球內部，屬于正常增溫傳導加熱，局部有水熱對流，地溫梯度為3 ℃ /100 m。其中呼和浩特市區至哈素海一帶具有儲存地下熱水的條件: 地下深2 800 ～ 3 000 m 處，有200 ～ 300 m 厚的大理巖層存在，大理巖中有豐富的溶隙溶洞，可以貯存大量的地下水，地下水沿斷裂帶經深部循環后，可被加熱至90 ～ 100 ℃。據水文勘探資料，呼和浩特西瓦窯一帶有地熱異常顯示，1999 年在內蒙古地質勘查局院內施工的地熱孔( HＲ1) ，井底水溫89 ℃。

 

  呼和浩特地區構造較復雜，斷裂比較發育。根據重力、地震、航磁等分析，呼和浩特市區有構造斷裂10 條，東西向或近東西向斷裂為主要斷裂，北東、北西向斷裂為次要斷裂，這些斷裂構成了呼和浩特地區良好的地熱通道。特別是由于北部距山前斷裂較近，地層節理裂隙發育程度較好，更有利于地下熱水儲存。

 

  1. 2 地熱儲蓋層

 

  呼和浩特地下熱水主要是淺層地下水通過深大斷裂向下補給，隨著地溫的增加水溫逐漸升高。其蓋層為第三系厚層泥巖和白堊系砂巖，泥巖對下部熱能起到良好的保溫作用，是本地區良好的蓋層。

 

  1) 儲層。

 

  太古界烏蘭山群: 巖性為大理石、透閃大理巖及其他變質巖風化殼，其頂界面埋深2 300 ～3 400 m，目前在市區未揭露。

 

  下元古界二道洼群: 巖性為橄欖大理巖、石英大理巖，呼和浩特市大理巖頂板、厚度與裂隙發育區主要分布在烏素圖溝以東、如意河以西的市區中北部，頂界面埋深1 700 ～ 2 800 m，底界面埋深2 300 ～ 3 400 m，厚度400 ～ 600 m，含水層一般有6 層，累計厚度60 ～ 100 m。

 

  2) 蓋層。

 

  中生界上侏羅統: 工作區內廣泛分布，巖性為巖屑、晶屑凝灰巖、碎屑巖、火山角礫巖、泥巖、鈣質砂巖。頂板埋深1 500 ～ 2 600 m，底板埋深1 700 ～ 2 800 m。

 

  中生界白堊系: 工作區內廣泛分布，巖性為砂質泥巖、泥質砂巖、泥巖，局部夾薄細砂層。

 

  1. 3 地熱流體評價

 

  呼和浩特地區的中溫熱礦水為含有多種有益微量元素復合型礦水，礦化度較高，為16. 16 g /L;pH 值為6. 85。其中鐵離子含量較高，達66. 18mg /L，鐵、鍶、氟、偏硅酸4 項指標達到了醫療礦泉水命名標準，溴、鋰、錳、偏硅酸、二氧化碳5項指標達到礦泉水濃度標準。氯離子含量7 699mg /L，硫酸根離子622 mg /L，鈉離子含量4 680mg /L，含鹽量較高。

 

  根據農田灌溉用水主要限定標準，該區地熱水不適宜用于灌溉。參照工業上用腐蝕系數和鍋垢總量對其腐蝕性及結垢性進行評價，該區地熱水不能直接用于采暖，應通過熱交換等其他方式用于供暖，熱源一側設施要做好防腐處理。

 

  1. 4 地熱能綜合評價

 

  1) 呼和浩特地區深層熱水資源豐富。從開采深度看屬于亞經濟型地熱資源，從水溫看屬于中、低溫地熱資源。可能的應用方向有: 中、低溫雙循環發電，水源熱泵采暖、制冷，工業干燥、脫水加工，農業種養殖業應用，溫泉醫療旅游。

 

  2) 從地熱流體評價來看，呼和浩特深層熱水屬高礦化水質，在開發應用時，必須考慮到尾水污染和設備腐蝕的問題。在回灌技術成熟之前，不建議大規模發展水源熱泵或其他深層地下水直接應用的項目。

 

  3) 呼和浩特地區淺層地熱發展空間廣闊。常溫帶溫度梯度小，地下100 ～ 200 m 處與地表溫差顯著，適合發展地源熱泵空調，可以有效減少建筑物終端能耗。

 

  2 地熱能利用現狀及存在的問題

 

  2. 1 地熱能利用現狀

 

  近年來，呼和浩特政府開始重視地熱能特別是淺表層地熱能的開發利用，但尚處于起步階段，主要應用于溫泉旅游和地源熱泵空調，前者受資源分布影響，主要集中在呼市—哈素海一帶，后者只在個別建筑項目中進行了示范，都還沒有實現系統化和產業化。據不完全統計，全市共有3 口地熱井進行了不同程度的開發: 1 個在呼和浩特市呼倫貝爾南路147 號的水月城溫泉大酒店，另外2 個在呼和浩特東65 km 土默特左旗境內哈素海旅游區，年開采量約13. 28 萬m3，開發項目主要是溫泉旅游。同時有財政大廈、偉業大廈、機動車及駕駛人管理中心( 車管所大樓) 、內蒙古發改委辦公大樓發展大廈等9 個采用地源熱泵空調技術的地熱采暖示范項目。這些地熱開發應用項目已經取得了一定的經濟、社會和環境效益。

 

  2. 2 存在的問題

 

  1) 與風能、太陽能、生物質能等新能源相比，地熱資源存在認識不足、應用有限的問題。

 

  2) 地熱地質資料不全面，基礎工作差。目前呼和浩特地區地熱資源勘查技術手段單一，空白區域的前期勘查精度較低。地熱地質和地熱鉆探技術發展速度緩慢，特別是復雜地層存在鉆探效率低、成本高等問題。

 

  3) 管理混亂。淺層地熱能開發屬于哪個部門

 

  監管和審批，呼和浩特尚未明確。而相比之下，北京、天津、沈陽等地都設有專門的“地熱資源管理辦公室”對地熱能開發開采進行統一管理。

 

  4) 開發方式單一，技術水平低。地下熱水開

 

  采大都用于溫泉旅游，洗浴后直接排放，造成熱能浪費的同時也造成了礦化水污染，還存在局部過度開采、地下水位下降等地質環境問題。

 

  3 地熱產業發展的SWOT 分析

 

  國家功能區劃把內蒙古自治區作為重要能源基地，呼和浩特市作為內蒙古自治區的政治文化中心，有責任發揮其示范和輻射作用，走出一條可持續的城市發展之路。盡管處于起步階段，發展中也存在很多問題，呼和浩特的地熱能產業發展有新能源政策、地域環境等方面的優勢，具有十分廣闊的前景，可以說是優勢與劣勢同在，機會與挑戰并存。對呼和浩特市地熱能產業發展進行SWOT 分析。

 

  4 建議

 

  1) 重點發展淺表層地熱能的開發利用。

 

  積極推進地熱源熱泵技術，對具有供熱或空調需求的建筑，推廣采用熱泵冷熱聯供系統和回收余熱的熱泵熱水系統，逐步提高熱泵系統在城市供熱中所占比例，市、區政府投資的養老院、醫院、學校等單位的建筑，制冷供熱系統優先選用地源熱泵系統。

 

  2) 拓展地熱能在農業和工業的應用。把地熱應用引入到溫室建造，發展地熱采暖大棚; 利用地熱給沼氣池加溫，提高沼氣的產量; 還可以利用地熱大力發展養殖業，如培養菌種，養殖水產等，都具有十分廣闊的前景。

 

  地熱能在工業領域里的用途也很廣泛，它可以用于烘干和蒸餾過程，用于簡單的工藝供熱、制冷，或者用于各種采礦和原材料處理工業的加溫和除冰。在生產過程中，由于節省了軟化水處理費，也相應降低了產品的成本。在某些情況下，地熱流體本身也是一種有用的原料，具有工業利用價值。

 

  3) 加大技術投入。重點加強地熱能源資源勘查開發核心技術的研究，特別是超深層地熱資源勘查技術與鉆探工藝。加快科技創新，通過技術進步降低成本，促進地熱能推廣應用。鼓勵對淺層地熱能勘查評價及地源熱泵系統各項技術的研發及相關理論的研究，對于有突破性進展的科研成果制定足夠吸引力的獎勵政策。凝聚科研隊伍，制定相關政策，積極從國內外引進人才，充實呼和浩特地熱能開發利用的科研、開發、工程設計、市場開發等方面的高級人才隊伍，尤其鼓勵引進具有研究基礎和技術積累的研究團隊。

 

  4 ) 統一管理，完善制度。成立專門的部門或機構對地熱能開發進行監管，出臺地熱資源規劃、管理辦法、條例和優惠政策。制定《呼和浩特市地下水地源熱泵取水回灌規定》、《呼和浩特市地下水源熱泵抽取回灌地下水對建筑物沉降影響評價》、《地熱能開采環境影響條例》等，對可能引起大氣、水污染和高礦化水土壤污染的地熱開發項目要謹慎對待，為科學、安全地推進地源熱泵技術應用工作提供保障。

 

  5) 加強國際合作，推動呼和浩特地區地熱能的開發應用。加強技術引進，利用國際合作機制，拓展地熱能開發的融資及國際先進技術的轉移途徑，如共建可再生能源技術轉移和創業的國際化載體，利用清潔發展機制，利用國際基金組織的可再生能源發展基金。