地熱，點亮可再生清潔能源希望之燈 —從2017礦業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈大會看礦業(yè)發(fā)展趨勢之二

2017-12-14 13:26:52 中國礦業(yè)報　作者：姬長玉　點擊量：評論 (0)

當前，推動綠色低碳發(fā)展，治理環(huán)境氣候問題，實現(xiàn)人類與自然和諧共處，越來越成為全球性的廣泛共識，人們對生態(tài)文明的重視程度越來越高。地熱能，一種綠色低碳、可循環(huán)利用的清潔能源，因其儲量大、分布廣、清潔

當前，推動綠色低碳發(fā)展，治理環(huán)境氣候問題，實現(xiàn)人類與自然和諧共處，越來越成為全球性的廣泛共識，人們對生態(tài)文明的重視程度越來越高。地熱能，一種綠色低碳、可循環(huán)利用的清潔能源，因其儲量大、分布廣、清潔環(huán)保、穩(wěn)定可靠的優(yōu)勢受到了社會的廣泛關(guān)注，其發(fā)展正迎來黃金時代。

那么，地熱能發(fā)展現(xiàn)狀如何?我國地熱能具有哪些優(yōu)勢?目前有哪些開發(fā)利用的成功典型?還存在哪些現(xiàn)實問題?后續(xù)開發(fā)工作如何推進?

在近日舉行的中國礦產(chǎn)資源與材料應用創(chuàng)新聯(lián)盟成立大會暨2017中國礦業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈大會(第二屆)的地熱分論壇上，眾多專家學者圍繞地熱能話題，結(jié)合具體工作，把脈地熱資源發(fā)展，就其現(xiàn)狀及未來可持續(xù)開發(fā)利用前景進行了研討與交流。

地熱資源豐富，開發(fā)利用前景廣闊

“我國地熱資源十分豐富。淺層地熱能資源量相當于95億噸標煤，年可利用資源量3.56億噸標煤;中低溫地熱資源量13700億噸標煤;干熱巖資源量860萬億噸標煤。”中國工程院院士、國家地熱能中心指導委員會主任曹耀峰在發(fā)言中介紹，我國地熱資源量約占世界地熱資源量的1/6，經(jīng)過多年的地熱資源開發(fā)，我國地熱直接利用已連續(xù)多年位于世界首位，地熱直接利用是第二名美國的2倍多。

關(guān)于我國地熱資源特點，中國工程院院士多吉介紹道，“其分布具有明顯的規(guī)律性和地帶性，但受構(gòu)造、巖漿活動、地層巖性、水文地質(zhì)條件等因素的控制，地理分布不均勻;高溫地熱資源主要分布在藏南、滇西、川西和臺灣地區(qū)。”據(jù)介紹，就目前已勘查可利用地熱資源而論，以西南地區(qū)最為豐富，其次是華北和中南地區(qū)，再次為華東地區(qū)，而東北、西北地區(qū)最少。

“未來，地熱能會成為地球支柱能源之一。地熱能資源是一種可再生清潔能源，儲量大、分布廣，具有清潔環(huán)保、用途廣泛、穩(wěn)定性好、可循環(huán)利用等特點，與風能、太陽能等相比，不受季節(jié)、氣候、晝夜變化等外界因素干擾，是一種具有現(xiàn)實競爭力的新能源。”曹耀峰對地熱能發(fā)展充滿了信心。

“按目前世界年消耗190億噸標準煤計算，能滿足人類數(shù)十萬年的能源需求。”

對于地熱能開發(fā)利用的巨大前景，中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所的汪集暘院士給予了充分肯定，“據(jù)估算，儲存于地球內(nèi)部的熱量約為全球煤炭儲量的1.7億倍，其中，可利用量相當于4948萬億噸標準煤。”

促轉(zhuǎn)型減排放，地熱能大有可為

2016年12月21日，召開的中央財經(jīng)領導小組第十四次會議，研究“十三五”規(guī)劃綱要重大工程項目進展和解決好人民群眾普遍關(guān)心的突出問題。在講話中提出：“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。”

據(jù)不完全統(tǒng)計，我國86個城市近5億人受到霧霾天氣影響。中國是全球細粒子污染最嚴重的地區(qū)，長三角、珠三角、京津冀等地尤為嚴重。加快能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級，推進節(jié)能減排已上升為國家戰(zhàn)略。

地熱作為一種具有競爭力的新能源，地熱供暖與傳統(tǒng)的鍋爐供暖相比，地熱供暖既不排放二氧化碳，也不排放二氧化硫、氮氧化物和粉塵，可代替供暖鍋爐和直燃散煤的燃煤，不產(chǎn)生污染物。地熱為當前大氣污染治理提供了一條重要路徑，發(fā)展地熱產(chǎn)業(yè)對于大氣污染治理的意義愈加突出。

對于地熱能的優(yōu)勢，汪集暘院士表示：“一是資源量巨大;二是能源利用效率高，為太陽光伏發(fā)電的5.4倍，風力發(fā)電的3.6倍;成本相對其他方式具有很大競爭優(yōu)勢;二氧化碳減排效果明顯，與傳統(tǒng)的鍋爐供暖相比，利用熱泵供暖其二氧化碳排量至少可減少50%;地熱具有小型分散的特點，有利于構(gòu)建分布式綠色能源系統(tǒng)。”據(jù)他介紹，在南方有條件地區(qū)，如廣東豐順、江蘇南通小洋口等地，已利用淺層地熱能、中低溫地熱資源，打造“分布式地熱供暖、制冷系統(tǒng)”以解決南方冬季供暖、夏季制冷(空調(diào))問題。

“京津冀地區(qū)城市淺層地溫能資源開發(fā)利用可實現(xiàn)夏季致冷空調(diào)面積33億平方米，冬季致熱供暖面積26.7億平方米。京津冀地區(qū)地熱資源建筑物供暖制冷面積1.56億平方米，約占總建筑面積的5%。”中國地質(zhì)調(diào)查局水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所所長助理王貴玲給出的這組數(shù)據(jù)顯示，京津冀地區(qū)的地熱開發(fā)利用已取得實質(zhì)性成就，但還有很大提升空間。

“中國地熱資源年可開采量(折合標煤)約26億噸(約能供暖/制冷面積1000億平方米)，‘十二五’末利用量(折合標煤)約2000萬噸，開發(fā)潛力巨大。京津冀地區(qū)地熱資源年可開采量(折合標煤)3.43億噸。”曹耀峰認為，僅靠地熱就基本可滿足該地區(qū)供暖制冷需求。

頂層設計有保障，政策春風正當時

2017年2月，國家發(fā)改委、國家能源局及國土資源部聯(lián)合發(fā)布《地熱能開發(fā)利用“十三五”規(guī)劃》(以下簡稱《規(guī)劃》)，這是國家首個地熱產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，是地熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展的里程碑。

該規(guī)劃明確，“十三五”時期，要推動地熱能規(guī)模化開發(fā)利用，在京津冀等北方城鎮(zhèn)地區(qū)推廣中深層地熱能集中供暖，在長江中下游地區(qū)推廣地源熱泵供暖制冷應用，推進西藏高溫地熱發(fā)電項目建設和中低溫地熱發(fā)電試驗。到“十三五”末，淺層地熱能供暖(制冷)共可拉動投資約1400億元，水熱型地熱供暖可拉動投資約800億元，地熱發(fā)電可拉動投資約400億元，合計共拉動投資2600億元。

曹耀峰分別從《規(guī)劃》闡述的地熱能開發(fā)利用的指導方針和目標、重點任務、重大布局，以及規(guī)劃實施的保障措施等方面做了詳細解讀。他認為，該《規(guī)劃》“因地制宜地提出各省地熱能開發(fā)利用的發(fā)展目標、重點任務、區(qū)域布局和開發(fā)時序，具有較強的針對性，是‘十三五’時期我國地熱能開發(fā)利用的基本依據(jù)，必將對我國地熱產(chǎn)業(yè)快速、健康發(fā)展起到極大的推動作用。”

事實上，國家在支持地熱能的開發(fā)利用上，已做出諸多努力，出臺了一系列鼓勵政策。

2011年11月，首屆能源論壇在北京召開，探討了我國能源事業(yè)發(fā)展;2014年7月，國家能源局、國土資源部發(fā)出關(guān)于編制地熱能開發(fā)利用規(guī)劃的通知;2014年11月，國家地熱能中心首屆中國地熱論壇在北京召開;2009年中國工程院完成了《中國能源中長期(2030，2050)發(fā)展戰(zhàn)略研究》;2012年8月，國家能源局公布了《可再生能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》;2013年1月，國務院出臺《國務院關(guān)于印發(fā)能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃的通知》、多部委聯(lián)合出臺《關(guān)于促進地熱能開發(fā)利用的指導意見》;2014年6月，《國家能源局綜合司國土資源部辦公廳關(guān)于組織編制地熱能開發(fā)利用規(guī)劃的通知》印發(fā);此外，住建部積極回應南方供暖，提倡南方地區(qū)科學選擇適宜采暖方式，采用分散、局部的供熱方式，解決個性化采暖需求;國家能源局大力提倡使用地熱能供暖，國家能源局要求地熱供暖替代燃煤……汪集暘院士回顧了國家在地熱能開發(fā)利用上所作的工作。

汪集暘院士認為，按照我國地熱“十三五”規(guī)劃，我國對地熱能給予了極大的政策支持和資金扶持，地熱能開發(fā)利用前景可觀，未來必將對我國的經(jīng)濟發(fā)展具有重要的推動作用。

地熱已開花結(jié)果，“雄安模式”領航未來

2014年2月27日，國家能源局在河北雄縣召開全國地熱能現(xiàn)場會，國家能源局局長吳新雄出席會議并講話，會上正式將雄縣地區(qū)以地熱為主的集中供熱以代替燃煤確定為“雄縣模式”，成為華北地區(qū)首座無煙城。“雄縣模式”也已經(jīng)得到國家能源局、各級政府及社會各界的廣泛認可。

那么，雄安新區(qū)地熱資源與開發(fā)利用有哪些特點?雄縣模式又有哪些值得推廣學習之處?中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所龐忠和道出了其中奧秘，他解釋說：“雄安新區(qū)地熱系統(tǒng)為中低溫對流-傳導型地熱系統(tǒng)，不僅地熱資源潛力大，可以滿足地熱供暖的需求，而且資源稟賦好，可以做到可持續(xù)開發(fā)利用。”

他補充道：“回灌是雄縣地熱田可持續(xù)開采的必由之路，合理的回灌井距是可持續(xù)利用的前提，完善的數(shù)據(jù)監(jiān)測是可持續(xù)開發(fā)的保障。雄縣地熱開采量逐年增加，目前僅城區(qū)就有40口井，全縣90%以上由地熱供暖。”他認為，雄縣模式通過利用地熱資源替代燃煤解決城市供暖，緩解清潔能源供應緊張局面、治理大氣污染，這對我國城市利用地熱資源替代燃煤供暖具有重要的推廣意義。

近年來，雄縣通過與冰島、中國石化集團新星公司的合作，以“政府主導、政企合作、技術(shù)先進、環(huán)境友好、造福百姓”的地熱開發(fā)利用方針為指導，已建成供暖能力450萬平方米，實際供暖面積270萬平方米，年替代標煤9萬噸，減排二氧化碳18.99萬噸，基本實現(xiàn)了城區(qū)地熱集中供熱全覆蓋。采灌均衡、定向鉆井、間接換熱、高效集輸、梯級利用、動態(tài)監(jiān)測、高效運營等一系列技術(shù)的使用，在國內(nèi)率先做到地熱尾水100%同層回灌，實現(xiàn)“只取熱不取水”的可持續(xù)利用目標，實現(xiàn)了保護環(huán)境、清潔發(fā)展、資源可持續(xù)利用。

實際上，地熱開發(fā)利用的成功典型有很多很多，地熱能開發(fā)利用已碩果累累。“西藏羊八井地熱電廠發(fā)電量占藏中電網(wǎng)冬季的60%，夏季的40%。截至2017年，羊八井地熱電站累計發(fā)電33億度，節(jié)約標準煤100余萬噸，減排二氧化碳約400萬噸，為西藏經(jīng)濟社會發(fā)展和環(huán)境保護做出了積極貢獻;2017年，云南瑞麗100MW地熱發(fā)電項目一期并網(wǎng)發(fā)電;康定縣小熱水地熱熱儲量達到4.75萬千瓦。其中，100千瓦試運行發(fā)電機組已經(jīng)安裝完畢，進入調(diào)試階段……”多吉列舉出一串例子說明。

挑戰(zhàn)與機遇并存，地熱利用還需蓄力

誠然，我國地熱能開發(fā)利用已初具規(guī)模，但其開發(fā)深度和利用廣度還遠遠不夠。

“一是資源家底不清，急需開展全國性的地熱資源勘查評價工作;地熱資源勘查開發(fā)規(guī)劃滯后于開發(fā)利用;二是由于市場需求等因素，我國地熱人才流失嚴重，相關(guān)的研究進展緩慢;三是技術(shù)落后，不能滿足現(xiàn)實需求，科技研發(fā)投入及研發(fā)人才不足;四是政策及激勵措施力度不夠，國家支持地熱可再生能源發(fā)展的政策體系還不夠完整，沒有形成支持地熱可再生能源持續(xù)發(fā)展的長效機制;五是人才培養(yǎng)及創(chuàng)新開發(fā)平臺缺失。” 多吉詳細分析了目前我國地熱能利用存在的問題。

同時，他還對癥下藥，開出了藥方：“必須積極響應向深部進軍的號召;在‘十九大’精神指導下，依托現(xiàn)行國家政策和市場機制，加速人才隊伍建設，開展國際合作，加速地熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展;注重人才培養(yǎng)，組建國家層面的地熱研究創(chuàng)新團隊;在地熱勘查、開發(fā)領域，實施產(chǎn)、學、研緊密結(jié)合，共同攻關(guān)。”

對此，曹耀峰認為，加強地熱人才培養(yǎng)，是為地熱“十三五”規(guī)劃完成力量積蓄的前提保障。他進一步舉例說：“近期，國家地熱能中心、各地熱專業(yè)化委員會舉辦多期培訓班，邀請院士、大學教授、國家部委領導及專家等進行授課，對于提高地熱工作人員專業(yè)素養(yǎng)、政策水平起到了重要作用。”同時他還建議，要在學科建設方面，科學論證、合理設置地熱專業(yè)并加強地熱方向研究生培養(yǎng)。

隨著我國經(jīng)濟發(fā)展，能源結(jié)構(gòu)進入深刻調(diào)整期。在逐漸削減煤炭等化石能源使用的同時，提升可再生清潔能源的應用，促進傳統(tǒng)能源與可再生能源的包容性增長，直接關(guān)系我國經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級和可持續(xù)發(fā)展，對我國經(jīng)濟和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展意義重大。

實際上，發(fā)展地熱產(chǎn)業(yè)不僅對調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、節(jié)能減排、改善環(huán)境具有重要意義，而且可為經(jīng)濟轉(zhuǎn)型和新型城鎮(zhèn)化建設增加新的有生力量，同時也可推動地質(zhì)勘查、建筑、水利、環(huán)境、公共設施管理等相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，在增加就業(yè)、惠及民生方面也具有顯著的社會效益，是建設生態(tài)文明、實現(xiàn)綠色發(fā)展的重要舉措。

九層之臺，始于累土。展望未來，汪集暘院士形象地說：“地熱與其他可再生能源互補綜合利用，實現(xiàn)較高的能源使用效率，稱為‘地熱+’。‘天’(太陽能)‘地’(地熱能)合一，‘動’(風能)‘靜’(地熱能)結(jié)合，方可加速我國新能源和可再生能源發(fā)展，鑄就我國地熱開發(fā)的美好明天。”