汪集暘：大力發(fā)展地熱能，打造智慧分布能源

2021年12月7-8日，以“雙碳目標下的智慧方案與行業(yè)機遇”為主題的第十七屆中國分布式能源國際論壇于西安召開(kāi)。本次會(huì )議由中國能源研究會(huì )分布式能源專(zhuān)業(yè)委員會(huì )、中國能源網(wǎng)主辦，陜西分布式能源股份有限公司聯(lián)合主辦。

會(huì )上，中國科學(xué)院院士、中科院地質(zhì)與地球物理研究所研究員汪集暘作了主旨演講。汪集暘表示，地熱是地球的本土能源，分布廣泛，要大力發(fā)展“地熱+”模式，可以與太陽(yáng)能、風(fēng)能相結合，當地下的熱儲存資源用完以后，可以拿來(lái)儲熱，特別是跨季節儲熱，是國際領(lǐng)先的課題和應用。

以下為會(huì )議演講實(shí)錄：

一、地熱是地球的本土能源

地熱是地球的本土能源，具有穩定、高效、分布廣等特點(diǎn)，更重要的是沒(méi)有碳。碳中和、碳達峰是大家最近在熱議的話(huà)題，地熱作為新能源和可再生能源中五大非碳基能源之一，起到非常大的作用。

在地熱界，一般都是把地熱作為地球的本土能源，什么叫本土能源？本土能源就是地球土生土長(cháng)的，主要來(lái)自地球內部。大家都知道，太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能都來(lái)自太陽(yáng)，只有地熱是地球的本土能源，所以國際地熱界很喜歡用一個(gè)詞，叫做地熱是地球的本土能源（indigenousenergy）。換句話(huà)說(shuō)，地熱是土生土長(cháng)的，其最大的特點(diǎn)就是能源利用效率高，它的平均能源利用效率可以達到70%～80%，高的時(shí)候，像一些高溫的地熱發(fā)電站甚至可以達到95%以上。

太陽(yáng)能、風(fēng)能最大的問(wèn)題就是不穩定，搞電力的能源界，把地熱能作為一種所謂地球基礎載荷（baseload），能源利用效率非常高，所以在碳中和、碳達峰當中能夠起到非常大的作用。

二、大力發(fā)展“地熱+”

所謂碳達峰、碳中和，實(shí)際上就是要把整個(gè)國家的能源系統、電力系統，能夠從傳統的燒煤、燒石油、燒天然氣，轉變?yōu)橐孕履茉春涂稍偕茉礊橹鞯哪茉聪到y，或者電力系統，地熱就是其中之一。

地熱雖然有很多優(yōu)點(diǎn)，但是總量跟太陽(yáng)能、風(fēng)能相比很小，這種情況下，我們提倡地熱與其他可再生能源互補綜合利用。太陽(yáng)能、風(fēng)能、地熱能一定要搞大聯(lián)合，也就是說(shuō)我們要搞“五湖四海”。在地熱不夠的地方，假如那邊有風(fēng)能，或者有太陽(yáng)能，我們要搞“地熱+”，這在四、五年以前就提出來(lái)了，而且得到了地熱界和新能源界的認可。假如說(shuō)某個(gè)地區在清潔供暖、霧霾治理等方面非常有需求，但是地熱資源還不太夠，我們就可以把風(fēng)能、太陽(yáng)能，甚至其他的廢熱都利用起來(lái)。

我們一定要搞“地熱+”，“地熱+”可以總結成八個(gè)字：“五湖四海，天地合一”。大家知道《易經(jīng)》里邊講“天人要合一”，那是講人類(lèi)社會(huì )和自然界怎樣和諧共處，這里講的“天地合一”，就是太陽(yáng)能和地熱能要結合起來(lái)。還有就是要動(dòng)靜結合，也就是說(shuō)，風(fēng)能是動(dòng)的，地熱是不動(dòng)的，在一個(gè)地方假如達到熱損了以后它就不會(huì )變。

三、充分利用地熱能

上世紀七十年代，李四光教授提倡大力開(kāi)發(fā)地熱的時(shí)候，曾經(jīng)提出，他說(shuō)地球是一個(gè)龐大的熱庫，有取之不盡、用之不竭的能源（可能個(gè)別的字句會(huì )有出入，但是大體是這個(gè)意思。）從那以后我國從七十年代開(kāi)始，地熱資源的開(kāi)發(fā)利用就蓬勃發(fā)展起來(lái)了，那時(shí)我在研究地下涼水，也就是水資源，慢慢開(kāi)始搞地熱，變成地熱資源了。但在那個(gè)時(shí)候還沒(méi)有意識到，采出來(lái)地熱以后，地球內部的含水層、儲熱層就空了，這樣騰出很大的空間來(lái)，我們就可以把多余的太陽(yáng)能、風(fēng)能，甚至其他的非碳基能源，包括核能、水能、抽水蓄能電站等等，用不完的這些能量，把它們變成熱能放到地下。

我前年到蘇黎士理工大學(xué)訪(fǎng)問(wèn)的時(shí)候，我的一個(gè)好朋友，他是原國際地熱協(xié)會(huì )主席，也是蘇黎士理工大學(xué)地球物理系主任。我送給他一本叫《地熱學(xué)及其應用》的專(zhuān)著(zhù)，他看后很高興。他有一個(gè)學(xué)生在美國做了十幾年，現在回到蘇黎士理工大學(xué)，他們把地熱稱(chēng)為地球的電池（earthbattery）。后來(lái)我跟他講，這可不是一般的電池，起碼是一個(gè)可以來(lái)來(lái)回回充電的電池，我的手機正好在邊上，我就跟他說(shuō)，手機不要充電嗎？在中國我們叫充電寶。你還不如把它叫成earthcharger，不要叫earthbattery，他說(shuō)我的這個(gè)提法很好，所以就這樣叫開(kāi)了。

圖片

《科技導報》是雙月刊，一年要出24期，每期都要請院士寫(xiě)一個(gè)卷首語(yǔ)，針對這一期的內容，我后來(lái)寫(xiě)了“地球充電/熱寶”，可以利于余熱，這要分兩步走，充熱比較容易。后來(lái)我舉了個(gè)例子，比如說(shuō)像雄安新區，大家都知道大型巖溶熱儲，這在我們國家是很有名的。什么叫大型巖溶熱儲？大家都去過(guò)桂林山水，桂林山水的地表水、地下水都非常豐富，因為那里的巖溶很發(fā)達，有漏水洞、地下暗河等等。雄安新區在遠古代的時(shí)候，把這些風(fēng)化了的巖石埋到地下了，大概在地下2000～3000米，現在出水的溫度都要七八十度～八九十度。記得上世紀八十年代做華北地熱的時(shí)候，我親自量的中石油勘探的一井口溫度是104度。

假如把里邊的熱水取出來(lái)用，里邊的空間就騰出來(lái)了。雄安新區的邊上就是白洋淀，比如白洋淀本來(lái)的水溫大概20多度，我們就可以把白洋淀的水用太陽(yáng)能，或者其他的能源，把這些廢棄下來(lái)不用的能源加溫加到40度、50度，甚者60度，就會(huì )變成非常好的地熱資源。

前一陣大家還在爭論地熱到底還夠不夠，我說(shuō)絕對沒(méi)問(wèn)題，但還要做勘探工作?，F在中國地調局、新星綠源公司都在做進(jìn)一步的勘探，這是大家都還沒(méi)有認識到的問(wèn)題?，F在儲熱最大的問(wèn)題就是量很小，成本很高，更大的問(wèn)題是不能跨季節，而地熱可以跨季節，不管春夏秋冬都可以?xún)M(jìn)去，只要有廢熱把地表水體或者其他的水體加熱。

今天主要講怎樣儲熱。儲熱非常簡(jiǎn)單，而且非?？尚?，所以中國科學(xué)院在五年前為了張家口即將舉辦的冬奧會(huì )，我們用太陽(yáng)能、風(fēng)能，以及其他新能源、可再生能源為冬奧會(huì )的用能解決問(wèn)題。張家口有用不完的風(fēng)能、太陽(yáng)能，我們就想辦法把地表水體加熱以后，儲到地下，為冬奧會(huì )場(chǎng)地供暖，這也是從地熱的角度為冬奧會(huì )做一份貢獻。

總的來(lái)說(shuō)，今天主要講了三個(gè)問(wèn)題：

第一，地球是新能源和可再生能源大家族中唯一的地球本土能源，穩定性、適應性都非常好，而且是五大非碳基能源之一?，F在非常盛行的幾大能源，包括核能、水能、太陽(yáng)能、風(fēng)能，再加上地熱能，我想地熱能有其獨特之處。

第二，地熱一定要搞“五湖四海”，搞大聯(lián)合，我們一定要“地熱+”。

第三，地下的熱儲存用完以后，還可以拿來(lái)儲熱，特別是跨季節的儲熱，這是國際上非常領(lǐng)先的課題和做法。

（內容根據第十七屆中國分布式能源國際論壇發(fā)言整理，未經(jīng)本人審閱。整理人：李穎）