我國地熱能開(kāi)發(fā)潛力不斷釋放

“以前靠燒煤取暖，半夜得起來(lái)添煤。白天出門(mén)嗆鼻子，漫天煤灰睜不開(kāi)眼。如今，地熱取暖省事又省錢(qián)，讓我們一家過(guò)上了蓋夏涼被過(guò)冬的日子!”家住河北省雄安新區雄縣鑫城小區的崔女士提起地熱取暖笑逐顏開(kāi)。

近年來(lái)，隨著(zhù)我國生態(tài)文明建設不斷推進(jìn)，大氣污染治理和推進(jìn)北方清潔供暖的力度不斷增強，地熱能開(kāi)發(fā)利用規模持續擴大。如今，中深層地熱資源供暖已在京津冀大氣污染傳輸通道的“2+26”城市及汾渭平原11個(gè)城市得到快速發(fā)展，成為北方地區清潔供暖的重要綠色替代能源。

從供暖到制冷，從“發(fā)熱”到發(fā)電，從城市到鄉村，我國地熱能開(kāi)發(fā)利用潛力正在不斷釋放。進(jìn)一步提升地熱能開(kāi)發(fā)利用水平可以作何期待?還應有哪些突破?近日，中能傳媒記者走進(jìn)河北雄安，陜西西安，云南大理、騰沖等地熱資源豐富的城市走訪(fǎng)調研。

“冷暖雙制”讓百姓受益

地熱能是一種由地殼抽取的天然熱能，具有儲量豐富、分布較廣、清潔環(huán)保、穩定可靠等特點(diǎn)。

我國地熱能資源豐富，開(kāi)發(fā)潛力巨大，發(fā)展正當其時(shí)。據國家地熱能中心統計，截至2020年底，我國地熱直接利用裝機容量達40.6吉瓦，占全球地熱直接利用裝機容量的38%，連續多年位居世界首位。我國地熱能供暖面積累計達13.9億平方米，折合年替代標準煤3710萬(wàn)噸。隨著(zhù)實(shí)現“雙碳”目標步伐不斷加快，作為可再生能源的地熱能越來(lái)越“熱”。

步入雄安新區，經(jīng)過(guò)十余年的努力打造，這里已經(jīng)從崔女士口中的“冬天出門(mén)嗆鼻子”之地蛻變?yōu)槲覈讉€(gè)地熱清潔供暖“無(wú)煙示范城”，蹚出了一條可復制推廣的“雄縣路子”。

據中國石化新星公司人才家園換熱站站長(cháng)張虎介紹，“地熱回灌”是確保“無(wú)煙”的關(guān)鍵技術(shù)。“地熱水經(jīng)開(kāi)采和除砂后進(jìn)入板式換熱器，換熱器‘取熱’后通過(guò)管道將熱量輸送至居民家中，實(shí)現地熱側和用戶(hù)側互不接觸即可進(jìn)行熱量交換。同時(shí)，完成熱量交換的地熱尾水經(jīng)回灌井注入采出層，實(shí)現地熱尾水回灌，做到‘取熱不耗水’，實(shí)現清潔能源的循環(huán)利用。”張虎說(shuō)。

事實(shí)上，相較于天然氣供暖，地熱能供暖為民眾帶來(lái)了更多的便利和實(shí)惠。崔女士告訴記者：“我們家有103平方米，冬天只需繳納2000多元供暖費，家里就可以保持25攝氏度恒溫，光腳在地上走也不冷。”

除了“冬暖”，“夏涼”是“雄縣模式”的另一表現。

走進(jìn)雄安新區科創(chuàng )中心中試基地綜合能源站，25攝氏度的室內溫度與35攝氏度的室外溫度形成鮮明對比。中國石化綠源地熱能開(kāi)發(fā)有限公司總經(jīng)理高小榮向記者介紹，這個(gè)近零碳園區內吹來(lái)的絲絲涼風(fēng)并不是由空調轉換而來(lái)的，而是可以“冷暖雙制”的淺層地熱能在發(fā)揮作用。

“在園區周邊的綠地和道路底下，我們打了280余口120米的淺井。”高小榮說(shuō)，地熱能持續不斷地從井內輸送出來(lái)，通過(guò)熱泵機組吸熱和放熱的過(guò)程，制出11~12攝氏度的冷水，經(jīng)循環(huán)泵運送到風(fēng)機，將冷風(fēng)吹出。“到了冬季，系統運行則與夏季相反。在地下恒溫層取熱后，經(jīng)熱泵機組可制出40攝氏度左右的熱水，風(fēng)機便可吹出熱風(fēng)。”

“地熱發(fā)電”仍需政策助力

除了地熱供暖、制冷、溫泉洗浴等直接利用方式，我國適用于地熱發(fā)電的資源儲量也十分充沛，尤其是干熱巖資源潛力巨大，有望成為戰略性接替能源。

“在可再生能源中，只有地熱可以提供不間斷的電力供應，不受季節、氣候、晝夜等自然條件影響，年利用率是太陽(yáng)能和風(fēng)能的5到8倍。”在談及地熱發(fā)電的優(yōu)勢時(shí)，香港中文大學(xué)(深圳)城市地下空間及能源研究院院長(cháng)、地熱能科學(xué)技術(shù)(大理)研究院院長(cháng)張大偉表示，地熱電站年均運行時(shí)間可達8000小時(shí)以上，雖然早期投資較高，但沒(méi)有燃料費用，且運行成本極低，具有可觀(guān)的商業(yè)價(jià)值。

我國地熱發(fā)電起步早，但目前的發(fā)電裝機容量已由上世紀70年代末的全球第8位下降到了第19位。中國石化新星公司首席專(zhuān)家劉金俠介紹稱(chēng)，截至2020年，國內在運行地熱電站有6座，合計裝機量?jì)H為44.56兆瓦，未達到地熱能開(kāi)發(fā)利用“十三五”規劃目標。

業(yè)內人士普遍表示，我國涉及地熱勘探、高溫鉆井、裝備制造和工程設計建設等關(guān)鍵核心技術(shù)、人才和產(chǎn)業(yè)鏈已具備和世界地熱能發(fā)電強國相當的能力，但缺少明確的地熱能上網(wǎng)電價(jià)等扶持政策是制約發(fā)展的關(guān)鍵因素。

南京天加能源科技有限公司執行總裁鄧壯介紹稱(chēng)，我國地熱電價(jià)補貼一站一議，尚沒(méi)有全國性的統一補貼政策，使新地熱電站建設者望而卻步。

“西藏羊八井地熱發(fā)電項目含稅上網(wǎng)電價(jià)為0.9元/千瓦時(shí)，已納入全國可再生能源電價(jià)附加分攤，目前經(jīng)濟效益較好;羊易地熱電站一直未獲得電價(jià)補貼，電網(wǎng)結算電價(jià)僅為0.25元/千瓦時(shí)，虧損嚴重。”曾參與羊八井和羊易井建設的西藏地熱產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì )會(huì )長(cháng)王善民建議，地熱發(fā)電前期，需要采取和風(fēng)電、光伏發(fā)電類(lèi)似的電價(jià)補貼。他提出，國內地熱發(fā)電裝機規模至少達到200兆瓦，才可以實(shí)現規?；\行，實(shí)現平價(jià)上網(wǎng)。

在中國工程院院士何繼善看來(lái)，“有一些籌劃中的地熱發(fā)電項目，一旦有合理的電價(jià)補貼，政府引導、企業(yè)參與，就能很快建起來(lái)，上規模、成產(chǎn)業(yè)。”

梯級利用模式有望帶動(dòng)地熱更“熱”

作為地熱資源優(yōu)勢明顯地區，云南省大理州創(chuàng )新提出了梯級開(kāi)發(fā)利用地熱能的概念，致力于構建多能互補、綠色低碳的能源發(fā)展模式。

王善民提出，可以根據不同溫度以實(shí)現地熱能的梯級利用。“例如云南大理彌渡縣，中高溫地熱資源較為豐沛。45攝氏度以下的地熱能可用來(lái)開(kāi)發(fā)康養溫泉產(chǎn)業(yè);45至60攝氏度的地熱能可作供暖使用;供暖利用后的60至90攝氏度左右的能量，可用于溫室大棚養殖;90攝氏度以上的地熱能則可用于清潔發(fā)電，溫度越高，發(fā)電效益和經(jīng)濟性越高。”

“如果用地熱發(fā)電替代天然氣，公司每年的用能成本預計將減少三分之一。”大理春沐源農業(yè)科技公司負責人曲健十分看好地熱能梯級利用。據他介紹，為了保證大棚內溫度穩定，公司每年用于天然氣消費成本超過(guò)600萬(wàn)元。

大理州常務(wù)副州長(cháng)李蘇表示，2022-2023年為大理州地熱能資源勘查期，州財政已先后拿出1300萬(wàn)元支持勘查工作。2023-2025年為大理州地熱能產(chǎn)業(yè)綜合利用期，將充分發(fā)揮資源優(yōu)勢，通過(guò)示范項目建設，引進(jìn)地熱能企業(yè)，開(kāi)展地熱能發(fā)電。

大理州能源局局長(cháng)彭建華介紹稱(chēng)，經(jīng)過(guò)資源勘查，目前計劃將彌渡縣作為大理州地熱能發(fā)電及梯級利用綜合示范項目試點(diǎn)縣，將彌渡縣小河淌水片區作為第一個(gè)試點(diǎn)項目。在資源滿(mǎn)足的條件下，該項目計劃發(fā)電裝機總量為10-20兆瓦，總投資預計為10億元人民幣。

記者獲悉，下一步，除了經(jīng)費支持，大理州地熱能梯級綜合利用示范項目將以地熱發(fā)電技術(shù)研發(fā)和儲備角度作為云南的典型示范上報國家層面給予支持。同時(shí)，將從項目建設和地熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展示范區建設角度，作為云南省先行先試的地熱資源梯級多元綜合利用模式、“多能互補”新型電力系統示范建設、地熱零碳產(chǎn)業(yè)園示范點(diǎn)等申報國家試點(diǎn)，助推地熱能“未來(lái)更熱”。