地熱能清潔供暖的世界與中國現狀及發(fā)展思考

鄭先生：謝謝各位。感謝分布式能源的邀請，自己已經(jīng)在地熱這個(gè)行業(yè)干過(guò)一段時(shí)間了，但是分布式能源還是剛參與進(jìn)來(lái)，今天來(lái)和大家交流、介紹一下世界和中國地熱能清潔供暖的現狀，以及發(fā)展的思考。

介紹一下地熱能在世界上，在美國、冰島、瑞典，中國典型的例子，最后說(shuō)一下創(chuàng )新發(fā)展在于聯(lián)合，中國地熱和分布式能源下一步怎么辦。

地熱供暖在世界上是穩步增長(cháng)的，近20年來(lái)統計數據，世界地熱供暖呈增長(cháng)趨勢，2015年比1995年增長(cháng)了7.8倍，地熱供暖在直接利用份額方面增長(cháng)了，2015年地熱供暖占了地熱總的用熱里面70.3%，2000年的時(shí)候才是34.7%，增長(cháng)倍數很大。

這是世界地熱供暖的發(fā)展設備容量，相當于發(fā)電裝機容量的發(fā)展狀況，我們地源熱泵發(fā)展最快。這個(gè)是比例，最大一塊比例是地源熱泵，占了整個(gè)地熱熱利用的三分之二，紅的是常規的地熱供暖，這兩個(gè)加起來(lái)占了85%的份額。

利用的能量。地源熱泵和地熱每年利用地熱能，下面這塊蛋糕里面最大一塊黃色是地源熱泵，下面紅的是地熱供暖，這兩個(gè)加起來(lái)用能接近世界地熱用能的三分之二。

幾個(gè)典型的國家，美國，美國地熱資源很豐富，一些城市利用地熱資源很淺，100多米出來(lái)就八九十度，地熱供暖早就用上了。近20年來(lái)幾乎沒(méi)有增長(cháng)，每五年一次世界地熱大會(huì )，他一次一次報告還是那么多，基本上沒(méi)有增長(cháng)。為什么呢？美國人喜歡過(guò)舒適的生活，他看上了地源熱泵，冬天可以供暖，夏天可以制冷，還省了過(guò)去燒油的供暖和空調兩套設備。地源熱泵這20年來(lái)增長(cháng)8.1%，地源熱泵設備容量美國世界第一，年利用熱能中國2005年超過(guò)了美國。這是美國的一些例子，右邊的圖是美國的常規地熱，一家一戶(hù)鉆一個(gè)井，井下熱交換出來(lái)供暖了。更多的是美國新建的房子，房子門(mén)口這一塊空地鉆幾個(gè)眼，遞一根管就可以供暖，冬天供暖，夏天制冷。

冰島，冰島的地熱資源非常豐富，冰島首都百分之百地熱供暖，全部管網(wǎng)都是地熱供暖，全國平均90%多用地熱供暖，只有另外10%用電供暖，冰島地熱資源太豐富了，不需要用地源熱泵，這相對來(lái)說(shuō)溫度比較低，他們有更豐富的地熱資源。冰島全國地熱發(fā)電廠(chǎng)600多兆瓦，在世界上居于第九位，人均地熱發(fā)電是世界第一。冰島全國用電83%都是水電，其中17%是地熱發(fā)電，他全國用電，全部是清潔能源。右上角是1930年，當時(shí)剛開(kāi)始地熱供暖，當時(shí)是進(jìn)口油進(jìn)行燒油，天然也是污染的。后來(lái)開(kāi)始搞地熱供暖，80毫米的管線(xiàn)，在首都以及首都郊區以外輸送幾十公里給城里供暖，在城區一個(gè)小山坡頂上建儲罐，地熱供暖以后冰島首都一直是藍天了，這是世界上第一個(gè)無(wú)煙筒城。

瑞典，瑞典溫泉很少，幾乎沒(méi)有溫泉，地熱資源也很少，他用不了常規的地熱，常規的水熱型資源沒(méi)有，打深了干熱巖，一年330天供暖，唯一的依靠是地源熱泵。主要發(fā)展是2000-2005年，當時(shí)發(fā)展快的是地源熱泵，占到世界第二位，超過(guò)了美國，僅次于中國。瑞典年平均氣溫是零下2度，地源熱泵在中國比較保守，說(shuō)哈爾濱一年供暖180天都不給它做地源熱泵，說(shuō)冷熱不平衡。我們跟瑞典交流，他們說(shuō)330天供暖都不平衡，他們現場(chǎng)做了熱相應測試，在冰天雪地房子里面都可以做，他跟我們和世界上不同的是，別的國家地埋管是100米，最高200米深，瑞典做到400米，他還有一個(gè)月不需要供暖，這時(shí)候太陽(yáng)比較熱，太陽(yáng)篩點(diǎn)熱水可以地下循環(huán)補充熱量，維持一下不會(huì )出現不平衡。

中國，美國、冰島、瑞典、中國是世界上四個(gè)用地熱熱能最大的四個(gè)國家。中國地熱供暖包含地源熱泵發(fā)展速度是世界最快的，1995年地熱供暖只占全國地熱利用7.1%，2015年已經(jīng)占到76.9%，這和世界上比例差不多，這個(gè)發(fā)展速度更快，2015年變成世界第一。最下面是70年代北京鉆成地熱井，1974年開(kāi)始搞地熱供暖，那時(shí)候房子很簡(jiǎn)陋，還是熱水通到暖氣片里面供暖，到了80年代天津塘沽和冰島合作，搞成塘沽因地制宜與創(chuàng )新應用—地熱生物質(zhì)專(zhuān)地熱供暖，現在天津市全部地熱供暖面積最大，甚至很多社區都是用的地熱的能源?，F在雄縣都是百分之百地熱供暖，還有一個(gè)地熱村，北京豐臺區南宮村也是地熱供暖。

地源熱泵40年發(fā)展曲線(xiàn)，在90年代的時(shí)候發(fā)展很慢，到二十一世紀以來(lái)很快地發(fā)展。改革開(kāi)放四十年先是摸著(zhù)石頭過(guò)河，后來(lái)應用逐漸的發(fā)展，一直到最近幾年變成了世界第一。2015年的時(shí)候裝機容量已經(jīng)是1.1萬(wàn)多的，年用熱能也是世界第一的數字。2017年全國有四億平方米地熱供暖，這張照片是南京用的長(cháng)江水源做的水源熱泵，260萬(wàn)平方米，北京城市副中心也是2000多萬(wàn)平方米，都是全國最大的項目。

世界地熱供暖和地源熱泵利用熱源比較。2000年中國還沒(méi)有排第一，2016年的時(shí)候地熱供暖已是世界第一，地源熱泵也是世界第一。

創(chuàng )新發(fā)展，更在于聯(lián)合，地熱是好事，不見(jiàn)得一下子全部能接受。資源勘探有風(fēng)險，成本比較高，施工要一個(gè)月時(shí)間，比較費時(shí)間。地熱和其他可再生能源，太陽(yáng)能可以加強合作，并且有新的進(jìn)展，可以在分布式能源發(fā)揮更大的作用。十一五的時(shí)候國家支持了風(fēng)能，風(fēng)能擴大了670倍，十二五支持了太陽(yáng)能，發(fā)展了100倍，有人問(wèn)十三五熱能發(fā)展多少，我人估計十倍都超不過(guò)，怎么解決可再生能源更大的發(fā)展，我考慮了一下覺(jué)得提倡技術(shù)創(chuàng )新，聯(lián)合起來(lái)創(chuàng )新才是發(fā)展方向。

意大利公司在美國做了實(shí)驗，這個(gè)圖片里面中間兩塊黑的是原來(lái)地熱電廠(chǎng)，這周?chē)旅娑际枪夂桶l(fā)電管，在地熱發(fā)電48兆瓦的基礎上，光伏發(fā)電的電可以通過(guò)地熱的電網(wǎng)傳出來(lái)，這是第一代。第二代的是在光伏和太陽(yáng)地熱發(fā)電結合起來(lái)的基礎上增加了太陽(yáng)能熱發(fā)電，右邊是增加熱發(fā)電，熱發(fā)電實(shí)現了和地熱能互補，因為地熱發(fā)電的時(shí)候如果地熱蒸氣排放壓力越低，排放效率越高，中午的時(shí)候很熱，地熱排放處在最低的時(shí)候，那個(gè)時(shí)候是太陽(yáng)曬最厲害的時(shí)候，太陽(yáng)和地熱發(fā)電進(jìn)行了結合，在一個(gè)發(fā)電機兩頭，一頭是地熱的氣輪機推動(dòng)，另外是太陽(yáng)能熱發(fā)電推動(dòng)，這樣又增加了地熱出力，又減少一套設備，成本更低了，不需要用兩臺發(fā)電機，兩臺設備。

最近看到美國的地熱資源委員會(huì )報道第三代的實(shí)驗，實(shí)驗還在進(jìn)行，還不知道新的消息。太陽(yáng)能熱發(fā)電是地面的，現在把太陽(yáng)能散的熱在地下儲存，沒(méi)有太陽(yáng)的時(shí)候取出來(lái)用，把儲能也結合進(jìn)去，他的儲能是高儲熱，中國也做過(guò)夏天儲存水冬天用，這么高溫儲存是美國剛開(kāi)始做實(shí)驗。這也給我們一個(gè)啟發(fā)，既然這么高溫度都能儲能，我們地熱也好，地源熱泵也可以運用儲能。

太陽(yáng)能光伏發(fā)電，風(fēng)電，上不了網(wǎng)的時(shí)候可以把多余的電儲存，電的儲存比較復雜，燒了熱水以后還是可以的。儲存熱水，在40度地熱井里面儲存過(guò)工廠(chǎng)的余熱，50度的水，結果夏天儲存冬天取出來(lái)70%可以取出來(lái)，30%取不出來(lái)，這還是有效果的，這也為我們下一步發(fā)展提供了一些創(chuàng )新的思路。我們羊八井也是地熱發(fā)電，羊八井光伏發(fā)電最初的時(shí)候實(shí)驗100千瓦，用地熱電網(wǎng)傳出來(lái)很好，后來(lái)太陽(yáng)能發(fā)電變成了十個(gè)兆瓦，這都可以用地熱電網(wǎng)傳出來(lái)，這還是相當于美國實(shí)驗第一代，我們還沒(méi)有做更深入的發(fā)展。

世界園藝博覽會(huì )，這個(gè)能源也是綜合能源，鉆了兩眼地熱井2800米度，55度水出來(lái)，這是地熱供暖。地源熱泵，720個(gè)管孔，各120米深。還有儲能水箱，把低谷電可以?xún)Υ?。美國代表說(shuō)你們做的這么好，真不錯，從來(lái)沒(méi)有見(jiàn)過(guò)，贊揚我們的綜合儲能的情況。

聯(lián)合創(chuàng )新是有可能的，風(fēng)力在沒(méi)有風(fēng)的時(shí)候可以發(fā)電，晚上太陽(yáng)能發(fā)不了電補充太陽(yáng)能發(fā)電不足。風(fēng)點(diǎn)送不出去的時(shí)候也可以蓄熱，多余太陽(yáng)能也可以搞蓄熱，可再生能源對我國北方清潔供暖做出更大的貢獻，我們應該提倡這個(gè)產(chǎn)學(xué)研結合，合作攻關(guān)，學(xué)習國外的創(chuàng )新理念，做的更好，謝謝大家。