11月22日,室外寒風瑟瑟,濟南市商河縣國家農業科技園區五六米高的現代化溫室內,則溫暖如春、百花爭艷。“這里一年四季保持適宜花卉生長的溫度,一半功勞來自太陽,一半功勞便是地熱能。”鄉村綠洲(山東)農業科技股份有限公司副總經理紀宣伊說。
溫泉與花卉,是商河縣的兩大名片。我國北方溫室種植花卉,必須人工供暖。“空氣能和天然氣的成本每平方米大概為100元,而使用地熱只要35元左右。”紀宣伊說。對于水熱型地熱資源,其利用技術的核心是“取熱不耗水”,整個過程中,地下熱源就像一臺鍋爐,通過不斷加熱地下水,實現地熱能的循環利用。在商河,所有設施農業都是打兩口井,在水流循環的過程中做到“取熱不取水”,既實現了地熱資源保護性開采,又大大降低了種植戶的成本,壯大了當地花卉特色產業規模化發展。
商河花卉產業,是我省探索利用地熱能的一個縮影。在山東,已探明的地熱資源儲量相當于413億噸標準煤,是2022年全國能源消費總量(54.1億噸標準煤)的7.6倍,地熱能可持續開采量居全國前列。
“山東地熱能勘查工作起步較早,在全省16市均發現了地熱田、打出了地熱井,共勘探發現了96個地熱田。”省地礦勘查開發局副局長劉祥元說。目前,建設一口取水井和一口回灌井,就能夠滿足5萬到10萬平方米的清潔采暖需求,每年可至少節約標準煤880噸,減排二氧化碳2100多噸。
近年來,山東先后在德州、濱州等地開展了10余次回灌試驗,成功破解了砂巖熱儲回灌困難世界級難題,建立了中國北方首個砂巖熱儲地熱采灌均衡、取熱不耗水示范工程。同時,在菏澤市鄆城縣建立巖溶熱儲新農村社區供暖示范工程,設計施工100對采灌井,供暖總面積達592萬平方米;在東營市牛莊鎮建立群井聯動地熱供暖+花卉種植梯級利用示范,打造了地熱梯級利用牛莊“無煙小鎮”模式,解決了地熱供暖規模化應用技術問題……
“與其他可再生能源相比,地熱能不受季節、氣候、晝夜等自然條件影響,能夠提供不間斷的電力,穩定性好;運行時間可以達到年均8000小時以上,遠高于風電的2000多個小時和光伏的1000多個小時。”地熱能科學技術(大理)研究院院長張大偉分析。
然而在現實中,開采等難題仍困擾著地熱資源的規模化開發利用。
業內人士告訴記者,一方面,地質復雜性給地熱能開發帶來了嚴峻挑戰,由于對地殼、地下水資源等方面的研究了解還十分有限,地熱井定位、鉆探、成井存在諸多技術難點;另一方面,粗放開采地熱能不但會造成資源浪費,還會帶來地下水位下降、水資源污染等情況,所產生的負面影響進一步制約地熱能的大范圍開發。
“雙碳”背景下,優化能源結構、促進清潔能源發展是壯大低碳經濟至關重要的一環。近日,山東出臺《關于加快推進地熱能開發利用的指導意見》,提出著力深化勘查評價、創新開發模式、完善制度體系,全面提升地熱能開發規模和利用水平。
“目前,正加快完成新一輪地下水超采區劃定工作,盡快劃定全省地下水禁止開采區和限制開采區,并在各市依法劃定需要取水的中深層地熱能開發利用項目的禁止和限制取水范圍。”省水利廳總規劃師周黎明說,下一步,山東將在明確地熱能適宜開發區域上下功夫,最大限度減少對水資源的破壞。
讓地熱能真正“熱”起來,多方仍在共同探索。