1.引言

地热资源是一种清洁、可再生能源。按其赋存状态，又可划分为浅层地热能、水热型地热能和岩热型地热能三种类型。

浅层地热能（又称浅层地温能）是指赋存在地球表层岩土体中的低温地热资源，一般深度在200m以内，温度低于25℃。

水热型地热能（也称常规地热资源）是指天然温泉和通过人工钻井直接开采利用的地热流体，包括液体和蒸汽两种形态。

岩热型地热能（又称为干热岩）一般指温度大于180℃，埋深数千米，内部不存在流体或仅有少量流体的高温岩体。

目前，地热资源的勘查深度一般在5000m以内，其中，3000m以内为经济型地热资源，3000—5000m为亚经济型地热资源。

2 辽宁省地热资源现状

2.1 浅层地热能

浅层地温能作为一种清洁、可再生能源，与其他常规能源相比，其最大的优势便是节能减排，因而其具有较好的经济效益和社会效益。目前，浅层地温能开发利用主要采用热泵技术，包括地下水源热泵系统和地埋管热泵系统两种。根据全省主要城市调查和评价结果：

2.1.1 适宜性分区

(1)地下水源热泵适宜性分区

适宜区：分布在省内下辽河平原地区与山区交汇地带的河流冲洪积扇区，该区域内的城市有沈阳、辽阳市、鞍山市。这些区域水文地质条件优越，地层岩性以砂和砂砾石为主。地下水富水程度高，单井涌水多在3000-5000t/d，甚至>5000t/d。

较适宜区：分布在下辽河平原南部，以及与下辽河平原西部山区接触地带的河谷平原，该区域内的城市有锦州、盘锦、营口、铁岭。这些区域水文地质条件良好，地下水单井涌水量1000-3000t/d。

不适宜区：分布在辽西低山丘陵区和辽东山地丘陵区，该区域内的城市有朝阳、葫芦岛、阜新、抚顺、本溪、大连、丹东。该区域多为基岩地区，水文地质条件极差。

(2)地埋管地源热泵适宜性分区

适宜区：分布在中、南部下辽河平原,浑河、太子河冲洪积扇的扇缘带，包括城市有辽阳市、鞍山市、营口市、盘锦市，面积872Km²，占全省城市区的15%。该区域第四系地层厚约60-100m，地层以粘土、细砂、中粗砂为主，含少量卵石层，有利于钻探施工，地层综合导热系数为2.0-2.5W/m·k，地下水径流条件好，地层热传导能力相对较好，比热容较大，适合地埋管地源热泵的建设。

较适宜区：分布在山前地带及浑河、太子河冲洪积扇地的扇中和扇缘接触地带、丘陵边坡区、南部岩溶地区，包括城市有锦州市、铁岭市、大连市，面积2360.7Km²，占全省城市区的40%。锦州市、铁岭市区域普遍的特点是第四系厚度40-60m，岩性以细砂、中砂为主，虽然地层热传导较差，但地层比热容较高，地下水径流条件较好，较适合地埋管地源热泵的建设。大连市可溶岩地区，热传导系数为2.2-3.1W/m·k，比热容适中，有利于地埋管地源热泵的开展。

不适宜区：分布在东、西两侧的基岩山区和浑河冲洪积扇地的扇顶，包括城市有朝阳市、葫芦岛市、阜新市、丹东市、本溪市、抚顺市、大连市，面积2532.53Km²，占全省城市区的43%。基岩山区，地层的热传导性好，但是储热差，钻进条件差，成本高，不适合开展地源热泵工程技术。

2.1.2 热泵系统换热功率

（1）地下水地源热泵系统

考虑土地利用系数条件下，可提供的换热功率约为：冬季1.9×10⁷kW，夏季3.8×10⁷kW。不考虑土地利用系数条件下，可提供的换热功率约为：冬季0.84×10⁸kW，夏季1.7×10⁸kW。

（2）地埋管地源热泵系统

考虑土地利用系数条件下，可提供的换热功率约为：冬季4.39×10⁷kW，夏季7.42×10⁷kW。不考虑土地利用系数条件下，可提供的换热功率约为：冬季4.74×10⁸kW，夏季8.02×10⁸kW。

2.1.3 可供暖和制冷面积

考虑土地利用系数条件下，预计冬季可供暖面积8.22×10⁸m²、夏季可制冷面积10.85×10⁸m²；不考虑土地利用系数条件下，预计冬季可供暖面积7.4×10⁹m²、夏季可制冷面积9.51×10⁹m²。

2.1.4 社会经济效益

考虑土地利用系数条件下，辽宁省浅层地温能总能量724.6810⁶GJ，每年相当于节约标煤量4126.32万吨，节约燃烧原煤量5776.4万吨、减少二氧化硫排放量24.55万吨、减少氮氧化物排放量8.67万吨、减少二氧化碳排放量3445.89万吨、减少悬浮粉尘排放量11.55万吨、减少灰渣排放量577.64万吨。减排后节省的环境治理费162.95亿元。

2.2 水热型地热能

辽宁省水热型地热资源存在两种类型，即：对流型（构造控制）和传导型（新生代盆地、中生代盆地、元古代盆地）。可划分为16个地热成矿区（带），其中断裂对流型成矿带5个，发育地热田43处；盆地传导型地热成矿区11个，有地热井（大于40°）控制的56处。

2.2.1 对流型地热资源

指赋存于构造隆起区构造裂隙带中的热水。主要分布于辽东和辽西山地区，其中水温大于90℃的3处，60-90℃的12处。根据地热田（点）分布特征，可以划分出5个带，即：绥中凸起断裂带地热成矿带、寒岭—偏岭岩石圈断裂地热成矿带、庄河—桓仁断裂地热成矿带、金州断裂地热成矿带、鸭绿江断裂地热成矿带。

2.2.2 传导型地热资源

传导型地热资源指地表无明显热异常显示的，赋存于元古代、中生代、新生代沉积盆地中的地下热水资源，亦称中深层地热资源，一般深埋于地表以下1000米～3000米。依据其分布特征，可划分出11个成矿区，即大连市区元古代盆地地热成矿区、庄河白垩纪盆地地热成矿区、康平-铁岭中生代盆地地热成矿区、沈北-汎河盆地地热成矿区、大民屯新生代盆地地热成矿区、下辽河新生代盆地地热成矿区、彰武-黑山中生代盆地地热成矿区、阜新-义县-锦州白垩纪盆地地热成矿区、金岭寺-羊山侏罗纪盆地地热成矿区、喀左-四官营子-朝阳白垩纪盆地地热成矿区、凌源三十家子白垩纪盆地地热成矿区。所有成矿区内地热井的温度多大于40℃，其中沈北新区、新民大民屯、朝阳喀左、阜新东梁、盘锦辽东湾等地地热井出水温度在60-70℃；盘锦大洼地区、朝阳市区及朝阳县、阜新市区、锦州凌海地区地热井出水温度50-60℃。

2.3地热资源量

全省地热田（点）对应的资源评价级别为查明的、控制的和推测的。采用不同的方法进行资源计算和评价如下：

（1）全省做过详查工作的地热田（点）12个，分布在辽西丘陵地区2个、辽东和辽南地区10个，查明级别的地热资源量合计为：30161.63×10¹¹J，折合标准煤为10.30×10⁴t，地热田热水可开采量为33124m³/d。

（2）全省做过普查的地热田有21个，其中分布于辽西丘陵山地地区12个、辽东和辽南山地地区5个、下辽河平原区1个、辽北地区4个。控制级别的地热田地热资源总量为317151566×10¹¹J，折合标准煤为108353.80×10⁴t，热水可开采量为247446.2m³/d。

（3）具备成热条件、且有少量工程揭露的盆地型地热田9个。分布在辽西5个，下辽河平原2个，辽南2个，合计面积15579.91km²。推测级别的地热资源总量为53.76×10⁸kw·h/a（193543.9×10¹¹J），折合标准煤为66.12×10⁴t。

2.4地热资源潜力分析

初步估算辽宁省水热型地热资源总量折合标准煤达10亿吨。

按照“保护性开发、100%同层回灌、取热不取水、永续利用”的原则，建设“以中深层地热为主的分布式多能互补新能源供暖系统”，辽宁省地热资源可长期稳定地为至少1.7亿平方米以上建筑提供清洁取暖，可以每年减少二氧化碳排放量689.48万吨。

2.5 岩热型地热能

岩热型地热能概念：岩热型地热能又称为干热岩，一般指温度大于180℃，埋深数千米，内部不存在流体或仅有少量流体的高温岩体。广义上讲地球上何地方地下都存在干热岩，由于受开采技术和经济因素条件限制，现阶段能够开采利用的主要是埋藏较浅的干热岩，一般深度在3—8km。

资源潜力和优势：据推算，全球陆区干热岩地热资源量是全球石油、天然气和煤炭蕴藏能量的30倍，是未来地球上除传统能源以外可供开发的新型能源，也是可再生的清洁能源。

辽宁省干热岩资源的类型及分布条件根据中国地调局干页岩勘查关键技术研究成果，我国干热岩资源类型可划分为四种类型，这四种类型辽宁省都有，分别是高放射性产热型、近代火山型、沉积盆地型和强烈构造活动带型。

高放射性产热型，主要是燕山期酸性花岗岩类岩体，分布于辽东山区的营口、海城、岫岩和丹东以及辽西山地的兴城和葫芦岛等地区。近代火山岩，主要分布于宽甸黄椅山地区。沉积盆地型，主要是中新生代盆地，条件较好的地区有下辽河断陷盆地、阜新—义县中生代盆地、朝阳—北票中生代盆地、大民屯和沈北新生代盆地等。强烈构造活动带型，主要是金州断裂带和鸭绿江断裂带地区。

3 勘查和开发利用现状

3.1 浅层地热能

2007～2016年辽宁省先后多次开展浅层地温能研究，主要针对省内主要城市区开展研究，开展研究面积达14000km²。全省浅层地温能开发利用方面采用了地下水源热泵、土壤源热泵、污水源热泵、海水源热等热泵技术，但各技术发展不均衡，其中地下水源热泵技术应用较广，土壤源其次，污水源和海水源热泵发展缓慢。

截至2013年底，辽宁省地源热泵技术推广应用面积累计达到8734万m²，占全省供暖面积（8.71亿m²）的10%左右，居全国领先。

全省浅层地温能开发利用中，沈阳市浅层地温开发利用独占鳌头，累计完成6485万m²，其次为盘锦市和大连市，分别完成513.69和403.4万m²，其余各市县开发利用相对缓慢。

全省已完成的地源热泵技术建筑应用面积中，地下水源热泵技术建筑应用面积占总量的83.59%；污水源热泵技术建筑应用面积占14.63%；海水源热泵技术建筑应用面积占0.22%；土壤源热泵技术建筑应用面积占1.56%。

3.2水热型地热能

3.2.1 勘查程度

辽宁省自六十年代初期开始进行温泉区调查研究工作，2009年以前，陆续开展了12处温泉详查和24处温泉普查工作。

2011年和2013年分两批开展了99项地热资源普查项目，取得了丰富的成果和关键性的突破：在沈阳的新生代沈北盆地和阜新的中生代阜新-义县盆地的东梁构造带扩大了地热田规模；在义县聚粮屯（义县中生代盆地）和药王庙地区打出深大断裂赋存的中低温高产热水井；在丹东炮守营子突破性找到了深部热储（水温60.2℃）。这些地热勘查项目取得的重要突破，为今后省内的地热资源的勘查提供了新的思路和信心。

3.2.2 开发利用现状

全省地热资源开发利用，在以热矿水医疗、疗养保健为主的基础上，全面向温泉洗浴、游泳馆、水产养殖、花卉栽培方向发展，但地热能用于供热的面积有限。据2013年统计，全省地热田主要进行开发利用的疗养院、温泉宾馆、温泉酒店（酒家）、温泉农家乐、洗浴中心等共计398家，床位31505张，游泳池（馆）57处；二是鱼养殖，养殖水面326亩；三是温室种植3处，计450亩，四是取暖面积6.2×104m²，五是药厂干燥2处，木材烘干1处。全省地下热水现状开采量约82986.37m³/d。

3.3 岩热型地热能

目前，我国干热岩资源技术研发尚属于起步阶段，中国地调局自2010年开始“我国干热岩勘查关键技术研究”以来，已经在青海省、河北省及松辽盆地等地发现干热岩,并成功进行了干热岩发电和取暖等示范工程。目前，辽宁省干热岩勘查工作刚刚开始而开发利用尚属于空白。

4 存在的问题

4.1浅层地热能

地源热泵系统场地设计相关参数还依靠经验值，回灌效果较差。浅层地温能开发利用对地质环境影响研究不够，缺乏长期有效的监测数据作为支撑。在辽宁省应用地源热泵技术中，主要为水源热泵技术，地埋管热泵技术的研究和应用还比较滞后。

4.2 水热型地热能

对深层地热资源探测方法，成井工艺的研究不足，尤其是物探探测方法的适用性和成果解译水平尚处于探索阶段。对地热回灌技术、地热资源综合开发利用技术以及深部地热勘查技术缺乏深入研究，地热资源开发和规划具有盲目性。监督管理和技术支撑力度不足，辽宁省部分正在开采的地热田存在地热资源过量开采现象，出现水温、水位逐年下降，水质变异等现象。对于埋深1000—3000m的中深层地热资源的勘查和开发利用程度低，大量的地热能未得到开发利用。

5 结论及建议

5.1  浅层地热能

进一步研究适宜区和较适宜区水文地质条件、地下水开采量、单井涌水量、水温、水质等参数，摸清资源量底数，建立各主要城市的浅层地温能模型，进行相关技术研究，保证浅层地温能资源可持续开发利用。

5.2 水热型地热能

开展下辽河平原、沈北、大民屯、阜新—东梁、朝阳等中新生代盆地中深层地热资源勘查和回灌试验工作，推进中深层地热供暖工作，实现清洁供暖，减少碳排放，为辽宁省工业发展腾出大量碳空间。开展温泉区（断裂对流型）地热田地热资源勘查评价工作，查明地热田的分布范围、资源量和潜力，为地热资源合理开发利用提供依据。开展全省主要地热田监视、监测技术方法研究，建立科学有效的远程监视、监测系统，以指导全省地热田合理、高效地开发利用。

5.3  岩热型地热能

截止到本文撰写期间辽宁省矿产院有限责任公司已经开展辽宁省干热岩勘查工作，基本查明辽宁省干热岩的分布特征，确定干热岩勘查前景地段。建议选择5—6处进行深井钻探查证和深部热交换试验工作，初步查明干热岩的资源量；选择1—2处干热岩区实施开发利用示范工程，为辽宁省全面开展干热岩资源开发利用提供经验和教训。

参考文献

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