2024-02-21 14:09:41來源:中國城市報點擊:4724 次
春節假期,位于云南省保山市的騰沖熱海風景區吸引了不少前來“泡湯”的游客,這里作為我國中高溫地熱資源最豐富的地區之一,被譽為溫泉觀賞和洗浴的熱門旅游地。
“說到地熱能,大家最先想到的多數是溫泉。實際上,溫泉只是地熱能眾多利用方式之一。”長期從事地熱能開發工作的從業者劉森告訴中國城市報記者,我國地熱資源豐富,如騰沖這樣優質的地熱資源還有很多,如果僅停留在溫泉開發有點可惜。
作為清潔能源中的一員,地熱能不僅儲量大、穩定性高,而且在使用過程中幾乎不產生污染物,符合綠色低碳的發展理念,在“雙碳”目標的指引下,產業規模化發展迎來機遇期。
我國地熱資源豐富
地熱能是由地殼抽取的天然熱能,這種能量來自地球內部的熔巖,并以熱力形式存在。“通俗來說,地球內部就像個不停燃燒的大鍋爐,在地質條件成熟的情況下,熱能會以熱蒸汽、熱水和干熱巖等形式聚集呈現,達到可開發利用條件就成為了地熱能。”北京市地質礦產勘查院副院長劉少敏說。
由于地球內部一直在不停地釋放熱量,因此,地熱能取之不盡用之不竭,是可循環利用的清潔能源,也是未來能源結構調整、發展清潔能源的主力之一。
“我國地熱資源豐富,資源量約占全球地熱資源的1/6,開發利用潛力巨大。目前,我國地熱直接利用裝機容量和地熱能利用量均居世界首位。”中國地質科學院水文地質環境地質研究所副總地質師、自然資源部地熱與干熱巖勘查開發技術創新中心主任王貴玲說。
中國城市報記者查閱資料發現,按照2017年原國土資源部中國地質調查局組織對我國地熱資源摸底調查結果顯示,我國地熱能總量折合標準煤約12500億噸,每年可開采量折合標準煤達18.65億噸。其中開采難度較大、目前暫不具備大規模開采條件的干熱巖資源,資源儲量更是高達856萬億噸標準煤。根據國家地熱能中心2023年度工作會議資料顯示,全國336個主要城市淺層地熱能年可采資源量折合7億噸標準煤,中深層地熱能年可采資源量折合超過18億噸標準煤,干熱巖地熱能資源潛力巨大。
地熱能利用形式多樣
近年來,隨著我國生態文明建設不斷推進,大氣污染治理和北方清潔供暖的力度不斷增強,地熱能開發利用規模持續擴大,不少省份將清潔供暖的發展目標瞄準了地熱能。
2022年6月,國家能源局等九部門聯合印發的《“十四五”可再生能源發展規劃》明確提出,積極推進地熱能規模化開發,到2025年地熱能供暖等非電利用規模達到6000萬噸標準煤以上的發展目標。2023年世界地熱大會發布報告顯示,截至2021年底,我國地熱供暖(制冷)能力達13.3億平方米,溫泉年利用能力6665兆瓦。
中國城市報記者梳理發現,如今,北京、山東、河北、河南等省份積極布局地熱能供暖(制冷)項目。
“發展地熱產業不僅對于調整能源結構、節能減排、改善環境具有重要意義,也有利于培育新興產業、帶動相關裝備制造和工程技術業務發展。”2023年世界地熱大會組委會名譽主任、中國石化董事長馬永生介紹,2023年中國石化的地熱供暖能力預計突破1億平方米,服務區域將增至10余個省份的60余座城市。
地熱能在農業領域發揮的作用也不容忽視,根據2023年世界地熱大會發布報告顯示,截至2021年底,我國地熱農業年利用能力1108兆瓦,利用地熱能進行水產養殖已遍布20多個省,形成了一定規模。
在業內人士看來,全國地熱資源開發利用形成了西南、華南發電,華北、東北供暖與養殖,華東、華中、西北地區康養的基本格局。未來,北方地區地熱清潔供暖、長江中下游地區地熱供暖(制冷)、青藏高原及其周邊地熱發電仍是產業發展熱點。
地熱發電未來可期
地熱除了可以供暖(制冷)外,在不少業內人士看來,地熱發電也極具發展空間。
“地熱能開發利用大有可為。”在中國石化集團新星石油有限責任公司新能源研究院院長杜利看來,相比天然氣、生物質、煤炭等,中深層地熱能供暖在優質資源區開發利用的經濟性有明顯優勢,運行成本較低。同時,地熱又是本土能源,是天然氣、煤炭以外服務采暖的重要能源供應形式。
“目前,地熱能的開發利用大致可分為直接利用和地熱發電兩種。對于淺層地熱資源,以及中低溫的水熱型地熱資源,通常以直接利用為主,如地源熱泵、地熱供暖、溫泉康養、農業養殖等。對于高溫水熱型地熱資源,地熱發電則是價值更高的利用方式。”在劉森看來,相比風力、水力、光伏等“看天吃飯”的清潔能源,地熱發電受天氣的影響極小,最大的優勢就是穩定。
中國城市報記者在采訪過程中了解到,無論是直接利用還是地熱發電,對于水熱型地熱資源,其利用技術的核心都是“取熱不耗水”,即從開采井中將蘊含熱量的地熱水抽取出來,利用換熱器吸收水中的熱量,隨后再將失去熱量的冷水通過回灌井重新注回取水層。經過一段時間,地下熱源會將冷水重新加熱,等待再次開采。
“在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。這種地熱資源開采方式要求必須對抽取的地熱水進行100%回灌,以實現‘采灌平衡’,保證地熱資源可持續利用,還有部分地熱發電技術直接利用地熱蒸汽進行發電,對地下水的抽取量更低,近乎為零。”劉森說。
產業發展需克服諸多挑戰
盡管業界普遍認為,地熱能發電在穩定性和發電容量上都極具優勢,但現實卻是地熱發電發展與風光發電相比相差甚遠。
由于地熱發電投入門檻高,工程設計、安裝難度大,如何實現地熱能的可持續發展和商業化應用,仍需克服諸多挑戰。
并且,我國地熱能資源雖然儲量豐富,但分布不均,開發難度較大,因此需要嚴格的環境評估和社會風險評估。
“目前,在我國最適合地熱發電的地區,水電、太陽能發電等是主力,且電力供應充足,一定程度上壓縮了地熱發電需求,導致了地方政府對地熱發電缺乏積極性。”在中國科學院地質與地球物理研究所地熱資源研究中心主任龐忠和看來,地熱發電建設成本較高,長期運營中維護和運營成本相對較低。更重要的是,在“雙碳”目標下,作為五大“非碳”能源之一的地熱能資源有其利用價值,亟須獲得與風光水等能源同等的重視。應通過政策引導和支持,盡快開展商業化應用,形成規模化開發,進一步助力我國相關產業綠色低碳轉型和高質量發展。
讓地熱資源能夠更好地在構建新型電力系統中發揮作用,僅僅思想重視還遠遠不夠,政策支持才是破題關鍵。“我國地熱發電需要降低成本,如果沒有政策支持,就無法與其他能源競爭。光伏和風電經過10余年的政策補貼,發電成本逐年下降,最終實現了平價上網。”龐忠和說。
除了政策支持外,地熱能技術研發和設備制造也須加強。以低溫余熱發電技術為例,目前標準和行業標準尚不完善,缺乏統一的標準體系和技術規范,不同廠家設備技術性能存在差異,產品質量較難對比評估,增加了采購選型難度和風險,不利于行業良性競爭發展。
值得關注的是,2023年8月,中國石化在海南省海口市部署的我國最深地熱科學探井——福深熱1井順利開鉆,該井鉆探設計井深5000米,是我國目前最深的地熱探井,將引領我國深層地熱資源勘探開發技術走向國際前列。
香港中文大學(深圳)城市地下空間及能源研究院兼地熱能科學技術(大理)研究院院長張大偉建議,可以勘察調查先行,在全國進行地熱能源調查,摸清資源底數,制定發展規劃。同時,開展科研理論和技術攻關,對地熱能利用所需重大關鍵技術特別是技術裝備等進行研發,還可通過建設示范項目進行試點示范,帶動產業發展。

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