地热能是无处不在、连续稳定、开发成本低、环境友好的零碳－近零碳、绿色清洁型可再生能源。中国地热资源丰富，开发利用历史悠久，地热直接利用多年稳居世界第一，目前正在从中浅层中低温向中深层中高温、从水热型向干热岩型、从直接利用向发电综合利用方向的转移。该文以花岗岩为依据，讨论了中国地热资源分布及开发利用基础，为加快“一能多用”“梯级利用”“多能互补”提供了依据，有力推进实现了“多矿开发”“储能调峰”“埋碳减排”目标。
地热的形成受热来源、热储层、热传递、热封盖、热保存等多要素的共同作用，是多种地质要素综合作用的结果。中国主要由华北、扬子、塔里木三大板块所组成，晚古生代、中生代和新生代时期先后受到了西伯利亚、太平洋及印度洋板块强烈的碰撞挤压作用，造就了现今的地热异常分布格局。热源是地热形成的基础要素，以中、新生代为主的花岗岩提供了形成异常地热的有效热源，产生了明显的地热异常效果，圈定了异常地热的区域分布（图1）。花岗岩发育的构造活跃带（褶皱造山带）和沉积地层发育的稳定沉降带（盆地分布区）分别约束了地热的类型和规模，水源和热源共同控制了水热型地热的发育和分布（图2），而地热岩体和盖层保存决定了干热岩发育的资源潜力。
图1 地热能资源形成条件与类型模式图
图2 褶皱造山带与地热分布模式图
1. 按照储热介质，可将地热资源划分为差热型、水热型、岩热型及浆热型4种（表1）。差热型地热充分利用地表、近地表由于季节或昼夜变化所产生的温度差，是寒冷或温差较大北方地区地热资源利用的重要方式。水热型地热资源分布广泛，稳定盆地区以水热型为主，褶皱造山带和岩浆活动区可发育汽+水型或高温蒸汽型。岩热型地热主要分布在中、新生代花岗岩发育区，可形成干热岩或湿热岩。浆热型地热主要分布在现代岩浆或火山活动区，直接利用难度大。盆地区地层水丰富，水热型地热资源稳定，但温度变化规律明显。干热岩类型多样，差异变化大。褶皱造山带地表水资源丰沛，水热型地热资源变化复杂，易于在沉积层覆盖且构造保存稳定的地区形成花岗岩或变质岩型干热岩。
表1 地热分类表
2. 中国地热地质条件特殊，可划分为西南、中南、东南、华北、东北及西北6个地热大区和13个亚区（图 3），各区地热地质条件差异明显。受新生代时期印度洋板块碰撞挤压作用影响，西南地热区中、新生代花岗岩分布广泛，新构造运动影响广泛、活动剧烈，地热地质条件优越，青、藏、川、滇异常地热发育，是我国地热发育的黄金地带。受中生代时期太平洋板块俯冲作用影响，我国东南沿海地热区和华北东部地热区形成了拉张背景下的区域性花岗岩发育，形成了包括琼、粤、赣、闽、台、浙及苏、鲁、辽在内的北东向花岗岩分布带，被视为第二条地热黄金带，其他地热区地热地质条件较为一般。
(Ⅰ)
西南地区：
(Ⅰ
1
)
西藏
、
(Ⅰ
2
)
川西
、
(Ⅰ
3
)
滇西；
(Ⅱ)
中
南地区：
(Ⅱ
1
)
中南西部、
(Ⅱ
2
)
中
南东部；
(Ⅲ)
东南地区；
(Ⅳ)
华北地区：
(Ⅳ
1
)
柴达木
-
祁连、
(Ⅳ
2
)
鄂尔多斯、
(Ⅳ
3
)
渤海湾
、
(Ⅳ
4
)
胶辽；
(V)
东北地区：
(V
1
)
大兴安岭
、
(V
2
)
松辽
、
(V
3
)
完达山；
(Ⅵ)
西北地区：
(Ⅵ
1
)
北疆
、
(Ⅵ
2
)
南疆。
3. 分布及活动情况，可将我国的异常高热地区划分为3个级别4个条带，Ⅰ级地热异常带主要有3个（图4），即藏南－川西－滇西地热带、琼－粤－闽－浙－台地热带、青北地热带；Ⅱ级地热异常带主要有4个，即藏北－青南－川北地热带、桂东－粤西－湘南－赣东地热带、鲁东－辽东－吉东地热带、陕南－豫西南地热带；Ⅲ级地热异常带则分布零星。异常地热带分布具有南北有别、东西各异、渐次变化特点，在南热北冷、东热西冷框架基础上，北方地区东热西冷、南方地区东西两头热。
4. 我国已经开展了广泛的浅层水热型地热开发利用，地热发电正在快速发展之中（图5）。自1970年广东丰顺的发电试验开始，经过半个多世纪的摸索，先后完成了不同类型、不同地质条件、不同地区特点的发电试验，正在形成从地质理论、勘探评价、开发工程到工业发电、综合利用的完整技术体系，正在积极发展梯级利用和多能互补综合应用。在“双碳”目标及大力发展绿色能源背景下，中国的地热开发利用正处于从浅层水热型直接利用向中深层高温地热发电方向转型发展的关键时期，为加快地热产业发展，建议加强理论研究以明确地热分布规律，加快技术研发以提高开发经济效益，加大政策扶持力度以助推地热产业快速发展。
图5 中国地热发电分布图
张金川
，中国地质大学（北京）教授，博士研究生导师。主要从事非常规天然气和地热地质资源评价研究。发表研究论文180余篇，出版教材专著17部，授权国内外发明专利20余件，获计算机软件著作权19项，获国土资源部等科学技术奖励10余项。
Jinchuan Zhang, Lei Chen, Yuhang Sun, Longfei Xu, Xingxu Zhao, Qianchao Li, Dawei Zhang, Geothermal resource distribution and prospects for development and utilization in China,Natural Gas Industry B,Volume 11, Issue 1,2024,Pages 6-18
https://doi.org/10.1016/j.ngib.2024.01.001.(https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352854024000019)
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编辑：安菲菲 张 敏
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