地熱能開(kāi)發(fā)亟待技術(shù)突圍

今年年初，全國多地區遭遇的霧霾天氣不僅催生了一個(gè)百億元級別的“PM2.5防護市場(chǎng)”，也將清潔能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展推向了“快車(chē)道”。

在風(fēng)能、太陽(yáng)能等諸多可再生清潔能源中，資源儲量大、不受氣候影響、可以每天24小時(shí)開(kāi)發(fā)利用的地熱能，蘊藏著(zhù)巨大的市場(chǎng)潛力和發(fā)展前景。

不久前，為促進(jìn)我國地熱能資源的開(kāi)發(fā)利用，國家能源局、財政部、國土資源部、住房和城鄉建設部四部門(mén)聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于促進(jìn)地熱能開(kāi)發(fā)利用的指導意見(jiàn)》（下稱(chēng)《意見(jiàn)》）。

對此，地熱領(lǐng)域專(zhuān)家、中國地質(zhì)大學(xué)能源學(xué)院教授李克文表示，《意見(jiàn)》的出臺對我國地熱資源勘查、地熱發(fā)電、直接利用等方面帶來(lái)實(shí)質(zhì)性的促進(jìn)作用，我國地熱能開(kāi)發(fā)將迎來(lái)第二個(gè)春天。

不過(guò)，李克文同時(shí)指出，如果不能快速使用新的低成本地熱發(fā)電技術(shù)和大量的資金投入，《意見(jiàn)》中所提出的目標仍難以實(shí)現。

目標實(shí)現難度較大

地熱能是一種具有清潔、零碳排放屬性的資源，在國際上被公認為具有“可持續”意義的能源資源。

根據此次發(fā)布的《意見(jiàn)》，我國地熱能利用目標之一是：到2015年，全國地熱供暖面積達到5億平方米，地熱發(fā)電裝機容量達到10萬(wàn)千瓦，地熱能年利用量達到2000萬(wàn)噸標準煤，形成地熱能資源評價(jià)、開(kāi)發(fā)利用技術(shù)、關(guān)鍵設備制造、產(chǎn)業(yè)服務(wù)等比較完整的產(chǎn)業(yè)體系。

李克文認為，在距離2015年只有不到3年的時(shí)間里，地熱供暖面積要從現在的1.5~1.6億平方米增加到5億平方米，地熱發(fā)電要從現在的2.4~2.5萬(wàn)千瓦增加到10萬(wàn)千瓦，即在不到3年的時(shí)間里完成2~3倍于過(guò)去30多年完成的任務(wù)，難度可想而知。

另外，目前地熱能利用主要分為地熱發(fā)電和地熱直接利用兩大領(lǐng)域。長(cháng)期以來(lái)，我國包括洗浴、保健、養殖、采暖等在內的地熱直接利用的功率為228.2萬(wàn)千瓦（熱量），居世界首位。遺憾的是，地熱發(fā)電卻長(cháng)期徘徊不前。

李克文表示，我國利用地熱發(fā)電始于20世紀70年代初期，曾一度建有十余座地熱發(fā)電站，總裝機容量達2.8萬(wàn)千瓦，但由于多方面的原因，目前縮減到約2.4萬(wàn)千瓦。在全球25個(gè)利用地熱發(fā)電的國家中，我國地熱發(fā)電的排名由原來(lái)的第15位降至第18位。

“我們國家目前正在使用的地熱發(fā)電技術(shù)仍然具有成本高、發(fā)電效率低等問(wèn)題，如果不能快速使用新的低成本地熱發(fā)電技術(shù)并進(jìn)行大量的資金投入，地熱發(fā)電的目標可能更加難以實(shí)現。”李克文說(shuō)。

開(kāi)發(fā)緣何止步不前

事實(shí)上，我國的地熱資源量很大，分布也相當廣泛。

根據中國地質(zhì)調查局最新的統計數據，我國重點(diǎn)城市淺層地溫能資源量為2.78×1020焦爾，折合標準煤94.86億噸；主要平原（盆地）沉積盆地地熱資源儲量為2.5×1022焦爾，折合標準煤8531.9億噸；大陸3.0~10.0公里深處干熱巖資源總計為2.5×1025焦爾，折合標準煤8.6×106億噸，如果能夠提取2%，相當于我國2010年度能源消耗總量的5300倍。

可是，盡管我國可利用地熱資源量比較豐富，但從上世紀七八十年代地熱能開(kāi)發(fā)熱潮過(guò)后，近30年幾乎處于停滯的狀態(tài)。

李克文分析，由于我國地熱資源量家底不清，影響了地熱資源開(kāi)發(fā)規劃的制定、資源的利用以及地熱產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。尤其是自上世紀90年代以來(lái)，國家在地熱資源勘查方面的投入很少，基礎地熱地質(zhì)勘查工作比較薄弱，探明的后備地熱資源不足。

不僅如此，對比煤炭等其他能源的成本，地熱發(fā)電的成本和初期投資都顯著(zhù)偏高。而我國地熱發(fā)電技術(shù)，尤其是中低溫地熱發(fā)電技術(shù)，相對美國等發(fā)達國家還比較落后，技術(shù)引進(jìn)也受到多方面的限制。

另外，李克文認為，認識上的誤區也是導致地熱發(fā)電止步不前的原因。正如中國科學(xué)院院士汪集旸曾經(jīng)指出的那樣：“一種觀(guān)念認為地熱量太少，另一種觀(guān)念認為中低溫地熱資源不能用來(lái)發(fā)電。”

技術(shù)難題須攻克

對于我國地熱能未來(lái)的發(fā)展，李克文建議，首要任務(wù)就是要仔細勘查、評價(jià)我國的地熱資源量，尤其是可供發(fā)電的地熱資源量。

“地熱資源的評價(jià)看上去簡(jiǎn)單，但是實(shí)際上還有不少關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題亟待解決，特別是溫泉區、油田區地熱資源量的評價(jià)。”李克文說(shuō)。

作為教育部油氣資源與勘探技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗室學(xué)術(shù)委員會(huì )委員之一，李克文一直主張的一個(gè)思路就是加大油田區地熱資源的開(kāi)發(fā)利用程度。

在他看來(lái)，由于大部分油田區基礎設施已經(jīng)建成，新建油田區地熱發(fā)電站的投資回收期只需3~5年，經(jīng)濟效益十分顯著(zhù)。而其他方面的直接利用也大有可為，例如：利用油田地熱流體進(jìn)行原油、天然氣伴輸、油管清洗、建筑物供暖等。

除此之外，李克文認為，要想實(shí)現《意見(jiàn)》中所提出的目標，首先就要加強我國地熱發(fā)電技術(shù)的研發(fā)和利用。國內亟待解決的是高效地熱發(fā)電技術(shù)、低成本鉆井技術(shù)以及大規模壓裂造儲技術(shù)，尤其是新型中低溫地熱發(fā)電技術(shù)。

“根據目前探明的地熱資源量來(lái)看，我國近期能夠經(jīng)濟有效開(kāi)發(fā)利用的地熱資源大部分屬于中低溫，因此，研發(fā)適合于我國的中低溫地熱發(fā)電技術(shù)勢在必行。”李克文說(shuō)。

據了解，李克文所帶領(lǐng)的科研團隊目前已經(jīng)成功開(kāi)發(fā)出一種熱能直接發(fā)電技術(shù)。該技術(shù)可以利用低于50℃的地熱水進(jìn)行發(fā)電，成本低于太陽(yáng)能發(fā)電，而且沒(méi)有任何振動(dòng)部件，因而沒(méi)有噪音，特別適合于一些風(fēng)景優(yōu)美的地熱旅游地區。

李克文表示，在中國化石能源日趨短缺和石油對外依存度越來(lái)越大的情況下，隨著(zhù)中低溫地熱發(fā)電等技術(shù)的快速進(jìn)步，大規模、大幅度高效開(kāi)發(fā)利用地熱能逐步替代正在消耗的化石能源，不但可行而且具有廣闊的市場(chǎng)空間。