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开发之梦 渐已醒,形成优势产业链尚待多方发力

——我国地热资源开发与产业科学发展若干思考(上)

2017-9-14 17:01:49 来源:中国矿业报社 本报记者:刘盼盼

我国地热资源开发利用进步明显,地热直接利用连续多年位于世界首位。但应该看到,我国在整个工业里面用到的供热热量相对还是比较小的,我国在发电、供暖等其他方面还有很大的发展空间。地热资源的开发利用不仅需要国家政策的支持,还需要地勘队伍的专业水平、开发技术的应用等。

能源和环境问题是当前最具挑战性的问题之一。为了应对这一挑战,开发和利用新能源成了世界各国的共同选择。尤其是近几年来,随着常规能源问题的不断显现,环境问题也越来越突出,如温室效应、雾霾频发等,倡导全球绿色、低碳、可持续发展的呼声日趋高涨。而地热资源作为一种绿色、可再生能源越来越受到关注和重视。有人甚至认为,地热资源作为非常重要的可再生和清洁能源,或将成为未来新能源的首选。

那么,我国地热资源发展现状是怎样的?与国外相比,我们有什么优势?近日在山东东营召开的“海利丰2017第九届中国国际地源热泵行业高层论坛”会上,来自全国地源热泵领域的专家学者、政府嘉宾、从业精英等齐聚一堂,共同探讨地热发展,为我们揭开了地热开发的现状及前景。

2014年世界地热直接利用对比图

2014年中国地热利用比例

地热资源优势凸显

地热资源是一种矿产资源,其功能多、用途广,不仅是一种洁净的能源资源,也可以用于发电、采暖等。它同石油天然气资源一样,受构造条件、储层空间、深部热源、地质历史演绎等条件控制,在一定地质背景和区域空间才能形成,具有严格的成矿规律。此外,地热具有小型分散、资源量巨大、能源利用效率高、二氧化碳减排效果明显等特点。

资料显示,全球地热资源量约4900万亿吨标煤,中国约占全球资源量的1/6。我国是一个地热资源丰富的国家,特别是中低温地热资源几乎遍布全国。从全球构造看,我国中西部的大部分地区处在欧亚板块内部地壳隆起区和地壳沉降区,分别形成板内隆起断裂型及板内沉降盆地型中低温地热资源。滇西、川西及藏南地处欧亚板块和印度洋板块的碰撞边界,对形成板缘岩浆活动型高温地热资源极为有利。在上述大地构造环境下,我国形成了中西部具有不同温度、矿化度和特殊化学成分的地热资源。

在国家政策和各级政府的支持下,我国地热资源综合开发利用发展迅速,产生了显著的社会、经济和环境效益,在国民经济发展中发挥着越来越重要的作用。

我国利用地热温泉已有上千年的历史,但真正大规模地开发和利用地热资源始于20世纪70年代初。但之后国家在地热开发利用上基本不再投入,并停止了相关的地热资源勘查与评价工作,直到20世纪80年代,国家将地热课题列入“六五”、“七五”攻关科技项目。

近年来,国家也出台了一些相关政策支持地热资源开发利用。

2007年9月,国家发改委组织制定了《可再生能源中长期发展规划》,其中对地热能的中长期发展目标和方向做出明确规定。“要积极推进我国地热能的开发利用,合理利用地热资源,推广满足环境保护和水资源保护要求的地热供暖、供热水和地源热泵技术,在具有高温地热资源的地区发展地热发电。到2010年,地热能的年利用量达到400万吨标准煤,到2020年,地热能年利用量达到1200万吨标准煤。”

2013年,国家能源局联合财政部、国土资源部、住房和城乡建设部发布了《关于促进地热能开发利用的指导意见》。

2014年2月,国家能源局在河北雄县召开了全国地热能开发利用现场会,通过总结“雄县模式”,在全国部署推动地热能的开发利用。2014年7月,能源局会同国土资源部印发了关于组织编制地热能开发利用规划的通知。

2017年,三部委联合印发了《地热能开发利用“十三五”规划》。这是地热领域首个国家层面的规划,被业内视为地热产业发展的里程碑,同时也表明我们地热将迎来高速发展的时期。规划指出了“十三五”时期的发展目标:新增浅层地热能供暖面积7亿平方米,新增水热型地热供暖面积4亿平方米,新增地热发电装机容量500兆瓦等。

一系列的政策的出台表明,我国越来越重视地热能发展,这也给我国地热行业提出了一个新课题:开发地热资源,服务国家经济发展。

地热直接利用居世界首位

既然我国拥有丰富的地热资源,那么直接利用的又有多少,在世界上究竟处于一个什么位置?又有什么优势呢?会上,不同的专家从不同的角度展示了地热资源发展利用的现状。

资料显示,世界上已知的地热资源比较集中地分布在3个主要地带:一是环太平洋沿岸的地热带;二是从大西洋中脊向东横跨地中海、中东到我国滇、藏地热带;三是非洲大裂谷和红海大裂谷的地热带。这些地带都是地壳活动的异常区,多火山、地震,为高温地热资源比较集中的地区。由此看出,我国先天具有发展地热资源的优势。

经过多年的地热资源开发,我国地热直接利用连续多年位于世界首位,中国地热直接利用是处于第二位的美国的2倍多。如果加上地热发电折算成年产出热能,2014年中国地热总体利用为48570GWh,仍远大于美国的36328GWh。

我国地热资源储量直接利用结构发生了可喜的变化。2014年底,地热供暖比例首次超过温泉洗浴,主要比例是:地源热泵58%,地热供暖19%,温泉洗浴18%,地热开发的能源性、技术性得以突出。

截至“十二五”末,全国浅层地热能供暖、制冷面积达到3.92亿平方米,中深层地热供暖面积达到1.02亿平方米,年可实现替代标煤2000万吨,减排二氧化碳4920万吨,地热已成为我国可再生能源家族中的重要一员。

国际地源热泵协会研究委员会主席刘小兵在会上表示:“不管是从理念上,还是从产业发展上讲,我在我国都看到了比在美国、欧洲其他国家利好的情况。我们不仅有好的政策、好的产业群体,还有更多的院士、专家,更多的领导大力支持。可以说,这在其他国家是没有的。”

此外,对于我国地源热泵产业的发展情况,我国地源热泵产业联盟理事长方肇洪在接受媒体记者采访时表示,“中国地源热泵从无到有,迅速发展成为国际上浅层地热能的应用大国,是值得我国地源热泵行业骄傲的事情,无论是装机容量,还是供热热量,在世界上都是排在前列的。”此外,他还表示,之所以能取得这样的成绩得益于我国发展地热条件充分。一是政府支持,不管是在美国,还是欧洲其他国家,政府有支持光伏的、光能的,但是还没有支持地源热泵的;二是劳动力密集,和美国、欧洲其他国家相比,我们劳动力充足。

同时,方肇洪理事长认为,中国在整个工业里面用到的供热热量相对还是比较小的,这又拓宽了地源热泵发展路径增加了机遇。他坚信,中国地源热泵行业的发展之路将会越走越宽,前景也将越来越好。

地热发展仍需不断努力

虽然我国地热资源开发利用进步明显,但还存在一些问题。地热资源的开发利用不仅需要国家政策的支持,还需要地勘队伍的专业水平、开发技术的应用等。

此外,我国只是直接开发利用占有优势,但是在发电、供暖等其他方面还有很大的发展空间。比如,有关数据显示,从20世纪60年代开始,冰岛人就致力于地热发电。2015年,冰岛地热发电装机量665兆瓦,发电总量50亿千瓦时,占26.6%,水电装机1986兆瓦,发电总量138亿千瓦时。而在中国的能源消耗中,地热所提供的能源占比不到0.5%。因此,地热资源其他方面的开发利用,我们仍需要不断努力。

对此,来自讨论会上的众多专家也为大家献言建策。中国能源研究会地热专业委员会专家委员会主任郑克棪表示,我国地质队伍的地热专业水平还亟待提高。比如,地热技术水平没有足够推广普及,许多地质队伍对地热勘查仍局限于“以热找热”,停留在非专业队伍的初级操作;缺乏对未知热田勘探的战略考虑,布置地球物理勘查工作局限在已知温泉附近或地温异常区,脱离温泉异常就无从下手。此外,他表示,地热勘探是一项专门技术,寻找地热要靠“地质+地球化学+地球物理”。现在,中国从事地热勘探第一线的专业技术人员大部分是水文地质专业毕业,但实际上地热≠水文地质+温度,开发研究利用好地热需要专业学习,深入实践,不断总结经验。

国际地源热泵协会国际委员会主任Roshan Revankar先生也表示,要加强人才培训。针对行业内想要从事这项事业的相关技术人员进行业务和技术的培训,其中包括标准规范和系统的设计等。

北京市地质工程勘察院地热工程研究所所长杨亚军结合实践对地热能勘查开发的情况提出建议:一是加强地热供暖勘查工作。严格按照地热勘查规范开展工作。大规模供暖开发前勘查要达到“可行性勘查”及更高阶段,建立地热供暖的资源计算评价体系,地热资源储量要达到“探明的”及以上级别。二是依据勘查成果,稳步推进地热供暖。地热开发利用一定要建立在查清资源基础数据、优化开发方案的基础之上,并要有应急预案。在勘查精度不足的地区,要先从小规模供暖开始并进行监测、研究,逐渐扩大、推广,不能一哄而上、不顾后果。三是大力研究回灌问题。由于受制于热储层地质条件、流体化学成分等多种因素,不同热田之间、同一热田不同地段之间,回灌能力各不相同。地热开发时要进行专门的回灌研究,选择合理的回灌方案。

任何可再生能源都有开采强度的限制,开采强度决定资源的平衡问题。中国地质调查局浅层地温能研究与推广中心常务副主任李宁波表示,应注重新技术、新手段的研究,兼收并蓄,跨界组合,使系统更优化、节能、高效,做良心工程,也要引导社会投资多种模式。

当前,地热资源开发利用之势正在形成。我们相信,借助这股热流,乘胜而上、不断出击,我国地热资源开发利用定能取得更大进展。□

编辑:宫莉

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