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深耕细作三十年,王贵玲与中国地热的成长记忆

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  来源:《地源热泵》杂志     发布日期:2020-03-04
核心提示:未来,高质量的大规模的发展浅层地热能应用,在中国至少还有10-20年的快速增长时期,并有望保持现在的10%的年增幅。与此同时,浅层地热能的开发应用应置于国家监管之下进行,既需要监管行业作业流程等技术层面,同时也要监测相关数据,关注温度变化、是否回灌等对生态的影响,避免微小的变化差异引起连锁式的反应。

深耕细作三十年,王贵玲与中国地热的成长记忆

——专访自然资源部中国地质调查局水文地质环境地质研究所王贵玲研究员


所有值得尊敬的故事,往往都有一段漫长的耕作。1987年,王贵玲从原武汉地质学院水文地质工程地质系毕业,分配到原地质矿产部水文地质工程地质研究所工作,此后一直从事地热勘查理论及实践指导工作。在水文所,从风华正茂的青春年少到沉稳深厚的砥柱中流,王贵玲陪伴中国地热行业走过了三十余年,留下一连串闪光的成长记忆。近日,《地源热泵》杂志社记者有幸采访了自然资源部中国地质调查局水文地质环境地质研究所王贵玲研究员。



起始: 结缘地热三十二年


八十年代毕业的大学生,国家包分配工作。1987年河北籍考生王贵玲毕业回到河北参加工作,大学专业为水文地质的他顺利进入当时国内水文地质顶尖单位——原地质矿产部水文地质工程地质研究所,即今天的自然资源部中国地质调查局水文地质环境地质研究所,从此与地热结下了三十余年的不解之缘。


当时,王贵玲直接进入了地热地质研究室,并于1991年、1992年分别在联合国大学冰岛地热培训中心与新西兰奥克兰大学地热学院进行研修,奠定了地热业务基础。他参加的第一个研究项目就是“全国地热资源调查评价”,这是国家的一个重大科研攻关项目里面的一个小专题,要求在5年时间内,完成我国东经106度以东地区的地热资源评价。


“那时候技术不发达,我们掌握的数据里很多都没有经纬度,地理表述精确度不高,温泉与地热井的地理位置多是‘某省某县某公社某村村东二百米’这样的表述,我就在大比例尺地图上找到这个村这个位置点个点。”在没有高新技术辅助地图定位的年代,王贵玲把寻找到的2000多个温泉点和地热井的定位手工标注到了大比例尺的地图上。大比例尺缩小再缩小,终于形成了一张1:600万的标准地图,与此同时一幅地热资源分布图也深深地刻在了王贵玲的大脑里,即使没有准确的经纬度,至今提起来中国某个地方有一处温泉,他都可以迅速定位到相应的地理位置。


可以说,王贵玲参与了中国地热行业的发展,也亲眼见证了中国地热行业从踉跄起步到逐渐壮大的发展历程。


王贵玲珍藏了一份时任地质部部长的李四光同志发给研究所的贺电,表彰原水文所在广东丰顺邓屋地热电站作出的贡献。王贵玲的脑海中还深刻地记着当年李四光部长的贺电内容:“热烈祝贺你们利用地热发电的巨大成就,这是毛泽东思想的伟大胜利,毛主席万岁!”。这是一个充满理想主义情怀的时代,李四光部长对地热工作的支持深深地激励着王贵玲,他把当时能利用的具有代表性的《华北地热》、《横断山地热》、《西藏地热》、《腾冲地热》等书籍熟读了个遍。


国家“九五”、“十五”规划的十年时间,基本上没有地热项目,行业几乎处于停滞状态。这段时间,王贵玲的工作以调查性工作为主。


春天虽然会晚到,但绝不会缺席。


随后,中国地热行业进入了十多年的市场化阶段。这一阶段以从事洗浴疗养的企事业单位为主,各种温泉度假村、疗养院遍地开花。


2005年-2010年,地调局考虑国家掌握的中国地热资源量并不大,基本不清楚到底有多少量,能够支撑一个什么样的开发形式。王贵玲和同事用了五年的时间做技术准备,先在南昌做了浅层地热能示范调查,并据此草拟了调查勘查规范。随后,王贵玲在山东、安徽、西藏三省做了地热资源调查,并制定了全国地热资源调查技术要求,为“十二五”期间全国范围内的浅层地热、水热及干热岩型地热资源调查的大规模的开展夯实了基础。


“十二五”结束之后,地调局基本掌握了中国的地热资源储量和分布状况。在“十二五”的调查数据基础上,2017年1月国家发改委、国家能源局和国土资源部联合印发了《地热能开发利用“十三五”规划》,从此中国地热能开发利用进入了新时期。



认知:理论实践相结合


在三十余年的工作经验中,王贵玲体会最深的一点是理论认知上的提升对于实践的积极指导作用,以及实践中既要检验也要修正理论成果。


基于理论认识的上升,现在华北地区打井的成功率很高,但王贵玲至今仍然记得90年代在华北打井的艰辛与忐忑。那次是他第一次把石油上的射孔技术引入地热施工当中。


“在九几年的时候,我在华北打过一口井。打到了新近系的馆陶组。我认为该热储层应该水量丰富,从地层的岩性上来看很好,等打到下边东营组的时候,砂岩厚度很大,经过讨论,大家就把馆陶组这层水给封了,结果东营组的水量每小时不到10立方。后来我就从华北油田找人把馆陶组的这10m厚的热储层用射井技术射开,结果水量一下就上到了每小时一百多方,地热井成功了!”


这次经历让王贵玲意识到技术的进步、理论认识上的提高对于高效用热非常关键,基于项目经验和调查中积累的海量数据,王贵玲潜心钻研,总结出了中国地热成因的七种模式和干热岩成因四种模式,对重点区域形成了初步认识,具有重大的理论意义。


王贵玲主持了多项地热勘查、资源评价、开发利用工作,不断根据实践中遇到的问题修正理论成果,又将最新的成果用到实践中予以验证,形成了一套科学的工作方法论,看待问题更加全面透彻。目前王贵玲参与的最重要的两项工作分别为雄安新区资源评价工作和青海干热岩的工作。


在雄安新区能源基础设施规划设计中,王贵玲投入了大量时间和精力做雄安资源勘查工作,近期完成了地热开发与保护规划编制。在王贵玲看来,雄安新区对于全国的城市规划及建设过程中能源规划具有重要的示范意义:首先,地热资源的空间调配问题,雄安新区一千七百多平方公里的面积上大部分地区是有地热资源的,但是真正用热的地方集中在“一主五副多节点”,存在资源需求与供给不平衡的情况,涉及到短距离输送即空间调配解决方案;其次,有的地方用热量大,有的地方用量小,垂向不同地区热储分布不均一,回灌条件差异大。针对雄安新区古潜山地热资源特点,提出了“采灌均衡、深浅联用、清洁高效、永续开发”的地热资源开发利用模式。


王贵玲认为,未来能源的规划利用必然先行于城市的规划发展,勘查评价的任何一个数据都有可能影响整个地区以后的发展全局。因此,他始终坚持拿出的每一条数据和说出的每一句话都要非常谨慎,而且要经过专家多方论证、反复征求意见,才能够说出来。


不仅在雄安新区这样的国家大计,千秋大业上慎之又慎。在河北省煤改气煤改电过程中,王贵玲也积极建言献策。


地热能无论从老百姓的接受程度还是经济性来说,推广遇到了不小的困难。王贵玲认为,农村推广普及地热能应用面临着三个维度的问题:第一,农村供需不平衡,可能需求量为1万平米,但实际打一口井能供应5万到20万平米左右,造成资源浪费的同时增加了投资;第二,农村住户比较分散,铺设管道路径较长,要考虑到保温和安全问题,输送成本偏高;第三,农村房子屋顶普遍较高,热负荷较大。针对这些情况,王贵玲提出,小的分散式的地源热泵系统是未来发展的一个方向,它有效减少管理难度,并进一步降低投资风险。这一模式在河北地区开始推广,一家一户一台或一拖二的形式,充分利用政策扶持和经济杠杆,在当地老百姓中推广时效果显著提升。



目标:把地热作为终极能源


王贵玲指出,地热和太阳能很有可能是人类未来的终极能源。


地球内部产生热量,到地表散失,是一个稳定的过程。地热开发利用取出的热量对地球所产生的热量和储存的热量而言,不会对地球产生任何影响。因此,从宏观历史尺度来看,地热和太阳能具有清洁、量大、可持续利用的特点,在没有新的能源形式发现的情况下,它们没有被消耗殆尽的可能,极有可能是人类未来的终极能源。


地源热泵是浅层地热能的主要利用方式,业界有一种声音,认为地源热泵行业是冷暖空调下的一个细分领域,市场的天花板是看得见的,从业人员不应该追求更大的规模化发展。对此,王贵玲持不同态度,他认为清洁能源是国家未来的方向,地热能行业有望在未来实现高质量的规模化发展。


王贵玲认为,浅层地热能涉及到方方面面的东西,作为社会发展的需求,它既是一种资源,同时也是一种技术。从国家层面蓝天保卫战、治理雾霾等口号来看,提高清洁能源占比是国家能源结构优化调整的重中之重,这将是一个长期的螺旋式前进的过程。在未来,浅层地热能的开发利用是建筑物节能降耗的重要手段,对国家建筑节能意义重大。例如,长江中下游平原地区供暖的问题,浅层地热能分散式利用、大规模应用是有效解决方案。


王贵玲表示,“未来,高质量的大规模的发展浅层地热能应用,在中国至少还有10-20年的快速增长时期,并有望保持现在的10%的年增幅。与此同时,浅层地热能的开发应用应置于国家监管之下进行,既需要监管行业作业流程等技术层面,同时也要监测相关数据,关注温度变化、是否回灌等对生态的影响,避免微小的变化差异引起连锁式的反应。”


企业应克服当前地热发展中遇到的技术难题,王贵玲强调企业的创新主体作用。王贵玲认为,企业是这个时代的创新主体,如果企业忘记了自己创新主体的身份,这个企业就很难有前景。企业的高质量发展面临的一个很关键的问题,是企业准确的定位,企业家要想明白企业到底是为何而存在;其次,科技创新在企业中更具有实操性,因为企业在经营过程中是直接面向市场的,它第一个知道市场需要什么,知道自身面临的困难是什么。


王贵玲认为,学术界研究的内容,很多来源于企业经营中遇到的瓶颈和问题。因此,企业要保持高质量发展与稳定健康的成长,不能靠吃政策红利,它需要有自己的技术研发团队和研究机构,从而让技术研发与产业相互支撑、同步推进,并实现协同发展。


谈到干热岩,王贵玲向记者介绍道,“目前我国干热岩开发工作才刚刚起步,地球是个大热库,储存着丰富的热能资源,但是热库热能资源大部分并不是储存在水中的,而是储存在岩石中。”


干热岩被普遍认为是一种可广泛应用的地热能源,大量的热能储存在岩石中。干热岩的研究在中国起步较晚,中国直到“十二五”期间才设立干热岩相关研究项目,正是在这一阶段,王贵玲通过对掌握的全国的数据进行分析,圈定出了干热岩地热资源主要分布区域,并总结出干热岩形成的四种类型。2019年1月,王贵玲作为项目第一负责人,带领团队完成了《中国陆区干热岩资源勘查开发靶区优选与勘查示范》项目,该项目荣获河北省2018年度科技进步一等奖。


王贵玲指出,应该关注干热岩技术攻关。如何把不同温度下不同岩性地层中的大量热能取出,是地热界、地热人未来需主要攻关的技术问题。此外王贵玲还回应了为什么要攻坚干热岩的问题。“水是有限的,如果不把岩石中的热能大量的给取出来,地热开发的体量就难以有大幅度的提升。地热是未来能源,你现在不做,永远是零,现在你做了,那么你就开始起步了,就是在积累技术了,一旦国外在技术上获得突破以后,我们想要得到这项技术就很难了,但是我们现在跟着做,国际在往上走,我们也同步往上走,我们会有一个交流进步的过程,这个过程不能小瞧。”


根据国际干热岩研究机构预测,到2050年的时候,地热发电的一半将来自干热岩。这也意味着,未来30年应该是干热岩技术上快速进步的一个关键时期。


传志:编撰专著铸时代风采


修志是中华民族的优良文化传统,在长达两千多年的发展历程中,各类方志薪火相传,亘续不绝,既是客观的文化载体,又是厚重的历史积淀,对中华文化的形成和发展有着不可或缺的重要价值。2018年11月由王贵玲担任主编的《中国地热志》正式出版,全面介绍当前我国地热资源现状。


“《中国地热志》是2018年11月份出版的,实际我们是从2011年就开始了编制《地热志》的工作,2011年到2015年主要是调查现场采集数据的过程,2015年到2018年主要是室内的编辑和出版的过程。 ”王贵玲向记者介绍道。


20世纪90年代以后,我国地热开发开始沿着产业化、市场化的道路发展。由于缺乏科学的规划,造成了无序开采局面和资源的浪费,一些天然出露的温泉逐渐消失。同时,我国大面积分布的新生代沉积盆地和断陷盆地相继发现地热资源,地热井越打越深,一些地区的地热井过于集中,过量开采现象严重,造成热储压力持续下降,严重影响了地热资源的可持续利用。进入21世纪以来,随着社会对能源危机、环境保护的深入关注以及我国实现能源生产消费革命的迫切需要,地热资源已成为未来能源勘查开发的主攻方向之一。面对新的历史使命,编撰一部能够全面反映当前我国地热资源现状的地热志已成地热工作者的当务之急。


王贵玲说,“十二五期间,我们是用了五年的时间,对全国的2000多个温泉和5000多个地热井进行了逐一的调查,比如温泉出露的地质条件,温泉的温度,流量的动态变化,现场的利用情况等,《中国地热志》就在这个基础上来编制的。”


2011年,中国地质调查局启动了全国地下热水资源现状调查评价工作,对各省现有温泉、地热井的地热地质背景、流体物理化学特征、动态变化、开发利用历史和现状等进行了系统的调查,在此基础上,编撰了《中国地热志》。据悉,《中国地热志》收录温泉(群)、代表性地热井2767处,其中温泉(群)2082处,代表性地热钻孔685处。


正如中国工程院多吉院士所评价,《中国地热志》是一部全面介绍当前我国地热资源现状的专业志。专志贵专,专中求全,全中显特,这是修专志所要追求的。修志艰辛,成书不易,王贵玲研究员带领其研究团队,在广泛收集资料的基础上,精心编纂,终于水到渠成。


据悉,《中国地热志》编写分总论和分论两部分。总论主要阐述中国地热资源分布规律、资源量、开发利用历史及现状以及影响地热资源分布的构造及其他地质因素。分论以省(自治区、直辖市)为单位分别阐述各省(自治区、直辖市)地热资源的分布规律、资源量、流体化学特征、开发利用历史及现状,并以史志的形式对各省(自治区、直辖市)的地热显示点和代表性地热钻孔进行了系统、全面、客观、翔实的描述。


丛书共分为华北、西北、东北卷,华东、华中卷,华南卷,西南卷一,西南卷二以及西南卷三6卷,各卷分别从总论、分论两个部分,区域、分省两个层面对我国地热资源赋存背景、地热分布及其特征、资源量等进行了系统的论述,重点描述了各地热显示点和代表性地热钻孔的地理位置、地质背景、地热流体化学组分、开发利用现状等信息。


结语


三十二年,王贵玲把最美的年华奉献给了水文地质研究所,先后参加与主持完成的科研项目50余项,在国内外期刊和会议文集中发表论文百余篇,撰写专著10部。他为中国地热行业的发展作出了巨大的贡献,而透过他的这三十多年,我们也得以管窥中国地热行业发展的集体记忆。(文/敬姣姣)



人物小传


王贵玲,男,汉族, 1964年出生,二级研究员,博士生导师,俄罗斯自然科学院外籍院士,现任中国地质科学院水文地质环境地质研究所副总工,中国地质科学院地球深部探测中心地热室主任,中国地质学会地热专业委员会主任,中国地质调查局地热调查研究中心秘书长。


1987年7月毕业于原武汉地质学院水文地质专业;1991年-1992年分别在联合国大学冰岛地热培训中心与新西兰奥克兰大学地热学院进行研修;2003年9月获南京大学构造地质学专业博士学位;2003年10月-2005年9月在北京大学环境学院博士后流动站从事博士后研究工作。


1987-今,中国地质科学院水文地质环境地质研究所工作;1992年起任地热矿泉水研究室副主任,1998年起任水资源研究部副主任,2000年起任水资源研究部主任,2005年起任区域水文地质研究室主任,2008年起任地热研究中心主任,2012年10月起任所长助理兼任地热研究室主任,2014年5月起任所长助理兼任科技外事处处长,2016年9月起任中国地质科学院地球深部探测中心地热室主任,2016年10月起任中国地质科学院水文地质环境地质研究所副总工。


荣获全国优秀科技工作者,自然资源部高层次创新型科技人才培养工程科技创新团队负责人,国家技术预测领域研究专家,中国地质调查局杰出地质人才,中国地质调查首席科学传播专家,中国科协地热资源开发利用科学传播专家团队团长,国土资源科技领军人才等多项称号。


王贵玲多年来从事地热资源评价与开发利用研究。先后主持完成大型科研项目50余项,发表论文百余篇,撰写专著10部。项目成果获国家能源局二等奖、新华联科技奖-突出贡献奖、华夏建设科学科技一等奖、河北省科技进步一等奖、河北省科技进步二等奖、广东省科学技术三等奖、北京市科技二等奖、中国地质调查局地质科技一等奖等多个奖项,并多次荣获中国地质学会十大科技进展。


中国石油大学(北京)、东华理工大学、西北大学兼职教授,硕士生导师;《地质学报(英文版)》、《地源热泵》、《地热能》、《水电能源科学》编委。


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