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地热能“十三五”下半程怎么走

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  来源:中国科学报    作者:计红梅   发布日期:2018-12-06
核心提示:在曹耀峰看来,目前地热发展正面临三大机遇:一是“北方地区清洁取暖”的推进扩展了地热产业市场空间;二是“雄安新区”的设立为地热产业带来重要历史机遇;三是“四深”战略将加速我国干热岩商业化开发进程。
      雾霾治理再度拉响警报。11月30日,北京市空气重污染应急指挥部办公室发布空气重污染黄色预警,受不利气象条件影响,12月1日至2日将发生一次中重度污染过程——而事实上这一污染过程一度“逾期”不散。这已是今年入冬以来北京市第3次启动黄色预警。

      与此同时,从11月27日至28日于上海举办的2018·中国地热国际论坛暨地热资源利用国际工程科技高端论坛上传来利好消息,地热供暖将作为可再生能源供暖的首选形式重点推进。与太阳能发电、风电等替代燃煤电厂排放的污染物相比,地热供暖替代的是供暖锅炉燃煤与农村散煤所产生的污染物,对于大气污染治理的意义更加突出。

      愿景与现实

      2016年11月,由中国工程院与中国石化集团联合举办的“第240场中国工程科技论坛暨中国地热国际论坛”在北京召开,近30位院士和来自京津冀等17个省市的学术界、产业界代表齐聚一堂,共同描绘地热产业发展蓝图。当时,《地热能开发利用“十三五”规划》正在酝酿发布,中国工程院院士、国家地热能中心指导委员会主任曹耀峰接受《中国科学报》记者采访时难掩兴奋,认为这意味着“地热的‘黄金时代’很快就会到来”。

      2017年1月23日,国家发展改革委、国家能源局、原国土资源部联合印发的《地热能开发利用“十三五”规划》终于如期而至。这是我国首次在国家层面编制的地热能发展规划。《规划》提出,“十三五”时期,新增地热能供暖(制冷)面积11亿平方米,新增地热发电装机容量500兆瓦。

      时隔两年,中国工程院与中国石化集团再度携手举办2018·中国地热国际论坛暨地热资源利用国际工程科技高端论坛,此时距离“十三五”收官还有两年时间,地热能开发利用的完成情况也再度成为业界关注的焦点。

      地热能是指能够经济地被人类所利用的地球内部的热能,具有总量丰富、分布广泛、清洁环保、可循环利用等特点。其开发利用包括供暖、制冷、工业干燥、康养、旅游、种养殖等在内主要分为直接利用和发电两种方式。在接受《中国科学报》采访时,曹耀峰告诉记者,“‘十三五’新增地热能供暖(制冷)面积11亿平方米这一目标有望达成,而地热发电则相对滞后,但也出现了很多可喜的变化,目前正在朝着既定目标加速发展”。

      “我国地热能直接利用连续多年位居世界首位。”国家能源局新能源和可再生能源司副司长梁志鹏介绍,目前我国中深层地热能供暖面积已超过1.5亿平方米,地源热泵装机容量达到2万兆瓦,位居世界第一,形成了一系列较为完备的地热能开发利用新技术,培育了一大批技术先进、实力过硬的地热开发利用企业,并打造了以“雄县模式”为代表的地热能科学、高效、可持续开发利用模式。

      与之相比,地热发电则不尽人意。中国工程院院士、西藏地质矿产勘查开发局总工程师多吉告诉记者,2017年前,我国地热发电总装机容量仅为27.88兆瓦,发电1.35亿千瓦时/年。而随着近一两年来发展提速,截至目前,我国地热发电总装机容量已增至53.38兆瓦,年发电量约1.5亿千瓦时。未来我国地热发电的愿景是,2020、2030和2050年我国地热发电装机容量分别达到53万、200万和2000万千瓦。

      据记者了解,现在已有美国、新西兰等25个国家进行地热发电商业开发,地热电站约251座,世界地热发电总装机容量已超过14369兆瓦。其中,美国仍是迄今为止最大的地热发电国,而中国则位于倒数第七位。

      专家们一致认为,地热能潜力巨大。全球地热能资源量约4900万亿吨标准煤,而中国约占其中1/6。我国相关政府部门也日益将地热能放在更加重要的位置。曹耀峰告诉记者,按照《能源发展“十三五”规划》,我国非化石能源占比从2015年的12%提高到2020年的15%,增长3个百分点。根据《地热能开发利用“十三五”规划》,地热能占比将从2015年的0.47%提高到2020年1.46%,提升约1个百分点。也就是说,“十三五”非化石能源3个百分点增幅中,地热“三分天下有其一”,在未来能源结构调整中的贡献将十分巨大。

      三大机遇

      2016年,中国工程院设立重点咨询项目“中国地热产业规划和布局战略研究”。项目团队汇聚了中国科学院、中国石化、上海交通大学、天津大学、中国地调局等多家单位的院士专家,共同开展深入研究。

      今年7月8日,中国工程院工程管理学部组织召开项目结题评审会。会议审议认为,项目实现了地热产业从资源到终端应用的全覆盖,对产业链各个环节的发展现状和存在问题进行了深入剖析,提出了有针对性的思路和建议,阶段性研究成果已被决策部门采纳,对产业发展产生了积极影响。会议同意结题,并建议,在一期项目对地热产业做出全局性规划的基础上,设立二期项目,针对雄安新区、干热岩资源、农村地区、夏热冬冷地区等重点领域开展针对性研究。

      “目前二期立项工作与相关研究正积极推进,项目组25位院士参与的院士建议正在上报。”曹耀峰说。

      在曹耀峰看来,目前地热发展正面临三大机遇:一是“北方地区清洁取暖”的推进扩展了地热产业市场空间;二是“雄安新区”的设立为地热产业带来重要历史机遇;三是“四深”战略将加速我国干热岩商业化开发进程。

      “2017年,包括《京津冀及周边地区2017年大气污染防治工作方案》等在内的清洁取暖相关政策密集出台。地热供暖将作为可再生能源供暖的首选形式重点推进,这为产业规模化发展带来重大机遇。”曹耀峰告诉记者。

      2017年4月1日,中共中央、国务院决定设立河北“雄安新区”。根据第一阶段地质调查结果,雄安新区是我国中东部地热资源最丰富、开发利用条件最好的区域之一。同时,“雄县模式”也已为雄安新区下一阶段规模化开发地热积累了成功经验。

      《河北雄安新区规划纲要》指出,未来新区要科学利用区内地热资源,综合利用城市余热资源,合理利用新区周边热源,形成多能互补的清洁供热系统。随着新区建设的全面开展,雄安将打造地热高质量开发利用全球样板,引领地热产业走向科学化、有序化。

      中国石化新星公司副总地质师兼雄安新区项目部经理刘金侠介绍,目前,已在雄安新区周边农村建设地热井38口,供热能力98万平方米。实地考察发现,煤改地热与煤改气、煤改电以及原来的散煤燃烧供暖相比具有很大优势,“农户非常满意”。

      此外,《“十三五”国家科技创新规划》提出,要加强“深空”“深海”“深地”“深蓝”(简称“四深”)领域的战略高技术部署。其中,深地计划的子课题16将针对干热岩勘查开发技术开展深入研究。

      “‘深地’战略将促进我国形成具有知识产权的干热岩勘查开发关键技术,加速我国干热岩商业化进程。”曹耀峰告诉记者。

      干热岩是不含或仅含少量流体、温度高于180℃、热能在当前技术经济条件下可以利用的岩体。中国科学院院士、中国石化副总地质师兼石油勘探开发研究院院长金之钧透露,我国干热岩科技攻关目前已从室内试验进入到场地开发阶段。今年3月和8月中国地调局、青海省国土厅与中国石化召开两轮工作协调对接会,明确三方将联合建设青海共和盆地干热岩地热能勘探开发试验项目,着力打造干热岩勘查开发示范工程。

      布局与不足

      近年来,地热的社会关注度在持续提升。表现之一是,大型能源企业纷纷加速布局。例如,中国石化地热产业已遍布全国十余省市,成为最大的地热开发企业;中国石油、中核集团、中节能、中国东方电气集团等企业也通过设立研究机构、成立地热开发子公司等方式进军地热领域。

      “中国的地热产业已经迎来了大发展的美好时代。”中国工程院院士、中国石化股份公司总裁马永生认为。

      谈及地热未来的发展,曹耀峰透露,从时间布局上来说,2035年以前,地热发展以供暖为主,发电为辅。着力把握“北方地区冬季清洁供暖”和“雄安新区”等重要发展契机,以地热供暖为突破口,助力雾霾治理,提升社会各界对于地热的认知度。2035年以后,随着干热岩开发技术的突破,地热供暖与地热发电将齐头并进。就空间布局而言,中东部地区将重点发展地热供暖,助力推进清洁取暖。而西部地区则将重点推进地热发电,为西部大开发提供清洁能源。

      此外,土耳其、印度尼西亚、肯尼亚等“一带一路”沿线国家均位于全球高温地热带上,高温地热资源丰富。未来,应与“一带一路”沿线国家加强地热开发利用方面的交流和合作。

      中国石化新星公司新能源研究院专家赵丰年表示,与其他能源产业相比,地热能产业在技术、政策和投资三方面仍存在严重不足,急需行业相关方共同努力解决。例如,在技术方面,资源评价方法有待改进,地热工程设计标准化有待提高,地热项目质量水平低、运营不规范、不回灌问题突出,影响行业形象。

      而多吉则认为,政策激励措施力度不够明确、人才培养及创新开发平台缺失等也是当前存在的问题。他呼吁给予地热发电以太阳能、风能等可再生能源同等的待遇。

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