地熱能：僅有熱情還不夠

  即使基于大氣污染防治等方面的要求，地熱能發展仍存在諸多制約。圖片來源：百度圖片規劃已經制定，究竟怎樣才能實現目標？嚴格勘探地下資源量、加強地熱能市場管理、完善扶持地熱發電機制和政策體系、加速突破地上技術研發等選項排在前列，前兩項是保障供暖（制冷）目標實現的基本前提。

 

  日前，國家發改委、能源局、國土資源部聯合印發了首個地熱能的五年規劃——《地熱能開發利用“十三五”規劃》。“十三五”時期，我國將新增地熱能供暖（制冷）面積11億平方米，其中，新增淺層地熱能供暖（制冷）面積7億平方米，新增水熱型地熱供暖面積4億平方米。到2020年，地熱供暖（制冷）面積累計達到16億平方米。

 

  在眾多對《規劃》的解讀中，地熱能被一致看好——隨著能源結構調整以及愈加嚴峻的環保壓力，地熱能的利用方式多樣等優勢再度被提及，其開發利用的速度正在加快，地熱能產業正迎來黃金發展期。

 

  在近期由中國地質大學主辦、北京泰利新能源科技發展有限公司與河北省肅寧縣人民政府承辦的第六屆中深層地熱資源高效開發與利用國際會議上，與會代表超過450人，除技術專家之外，國家部委、地方政府、行業組織、相關企業等不同單位的參與明顯增多，足以看出《規劃》已經產生了影響。

 

  迎來了難得的發展機遇期是好事，但之后，實現“十三五”地熱目標還缺什么？地熱能能否眾望所歸“燃”起來？

 

  大力推廣地熱規模化供暖技術

 

  規劃已經制定，究竟怎樣才能實現目標？某微信客戶端發起了題為“實現地熱能發展‘十三五’規劃目標的關鍵是什么”的問卷調查活動：嚴格勘探地下資源量、加強地熱能市場管理、完善扶持地熱發電機制和政策體系、加速突破地上技術研發等選項排在前列，前兩項是保障供暖（制冷）目標實現的基本前提。

 

  資源條件還不錯的華北地區，目前地熱資源的開發利用技術發展如何？中石化在河北雄縣經過8年的建設，建成供暖能力450萬平方米，城區基本實現了地熱集中供熱全覆蓋，成為我國第一個“無煙城”，成功打造了技術可復制、經驗可推廣的“雄縣模式”。據中國工程院院士曹耀峰介紹，“雄縣模式”正在從縣城向中心城和城鎮、農村兩個方向延伸。

 

  中國地球物理學會地熱專業委員會主任龐忠和介紹說，雄縣模式從地熱開發技術來講，可以看做第二代技術，“不同于第一代的直抽直排，第二代技術采灌結合，雄縣項目將水熱型第二代技術做到了極致，推廣應用前景廣闊”。

 

  雄縣對地熱能的利用方式非常友好，技術先進，采用冷熱水封閉式循環，相互不干擾，系統效率高。抽取出的熱水不是直接供到家家戶戶，而是在供水站跟自來水進行熱交換，被加熱的自來水送到家庭中，使用完的地熱尾水回灌到熱儲當中，該技術在大型巖溶熱儲當中效果十分顯著。“在雄縣，我們已經做到兩采一灌，一口回灌井可以解決兩口開采井的尾水回灌，成本降低了，實現了持續穩定的運行，實現了打造無煙城的目標。”龐忠和說。

 

  “優越的地熱資源條件和成功的開發利用示范項目勢必助力雄安新區的建設，而新區的建設發展又會大大帶動雄縣模式的推廣應用。”龐忠和說。

 

  “雄縣模式”作為世界上單體規模最大的地熱供暖項目，已受到國際關注，也引起了參加本次會議的美國能源部官員Lauren Boyd女士的重視。“地熱產業在京津冀及周邊地區大有發展空間。”曹耀峰說。

 

  “關鍵技術的突破是產業發展的前提和基礎。”龐忠和指出，華北地區的未來，是要發展增強型地熱系統EGS技術。

 

  “依據華北地區的地質特點，美國部分地熱富集區在3公里深度取得的地熱資源，我們到6公里才能取到。”因此，龐忠和認為，高品位的地熱能是華北地區的發展方向。“我們要向5.5公里到6公里的深度去努力，意味著我們需要研發出比歐美國家還要過硬的技術，才能在未來把超深層的地熱資源利用起來”。

 

  他認為，雄安新區將成為“十三五”地熱產業的新亮點，未來有望成為地熱產業新的增長極，值得期待。

 

  發電目標不易實現

 

  不同于供熱技術的完備，地熱發電有著失敗的案例，西藏羊易地熱電廠項目進展緩慢的現實提醒著人們，想要實現“十三五”新增500MW的目標并不容易。“我國‘十二五’可再生能源規劃中地熱發電指標和2013年四部委《地熱能開發利用指導意見》目標已經落空，我們應該從中吸取教訓，發現問題，避免再犯同樣的過失。”中國能源研究會地熱專業委員會專家委員會主任鄭克棪指出。

 

  鄭克棪分析，相比風能和太陽能，地熱發電開發既沒有得到上網電價補貼的承諾，也沒有特許經營權的競標，只有一個目標數字及分析得出的投資規模，這樣的吸引力肯定不如風電和太陽能。

 

  為了取得地熱發電技術的突破，中國地質大學（北京）教授李克文一直致力于熱能直接發電技術與應用研究。他介紹，熱能發電通常是把熱能轉化為機械能，再轉化為電能。而地熱能直接發電裝置可以直接將熱能轉換為電能，有更廣的溫度接受范圍，可利用溫度低至90攝氏度。

 

  基于熱電材料正在經歷高速發展，且往中低溫區發展的趨勢，熱能直接發電技術材料工藝、芯片工藝以及系統工藝也都取得了很大進步。李克文認為，未來熱能直接發電技術將會在中低溫地熱資源和余熱資源利用方面做出重要貢獻。

 

  諸多因素制約發展

 

  即使基于大氣污染防治、提高可再生能源消費比例等方面的要求，地熱能發展仍存在諸多制約，中國地質科學院水文地質環境地質研究所所長助理王貴玲細致分析了“十三五”規劃對地熱工作的要求，并指出了諸多限制因素。

 

  “我國在不同類型地熱資源的成因機理、評價方法、開發利用模式等方面的研究都比較欠缺，加上基礎地熱數據少等因素，造成了地熱資源基礎理論研究薄弱。”王貴玲指出。

 

  地熱資源家底不清、技術瓶頸等因素也都是地熱利用的挑戰，水熱型地熱技術最大的問題之一要數尾水回灌。曹耀峰提出，地熱是一種綠色低碳環保可再生資源，前提是“取熱不取水”。

 

  目前，地熱開發還不能保證尾水100%回灌，粗略估計，目前地熱產業回灌率只有50%左右。因此，曹耀峰認為，一方面需要發改委、國土資源部等政府部門加大監管力度，大力整治地熱尾水回灌問題；另一方面也希望地熱開發企業加大地熱回灌的自覺性，防止地熱尾水直排現象，對地熱產業造成極其負面的影響，“這甚至會導致地熱被禁止開發”。

 

  “我國目前地熱資源的法律概念模糊，缺乏統一的立法，且存在地熱資源多頭管理、政出多門等問題，除此之外，地熱能發展還存在資源勘查程度低、管理體制不完善、缺乏統一的技術規范和標準等障礙，嚴重制約了地熱資源的科學規劃、合理開發。”王貴玲說。

 

  對此，曹耀峰建議，應在國家層面明確地熱能利用的管理部門，協調指導地熱發展中的問題。比如，國家相關部門可制定針對利用地熱替代化石能源供熱（制冷）的補貼政策, 以熱量（冷量）為單位進行補貼；另一方面，參照居民用電價格給予地熱能供暖項目優惠電價；對于100%回灌的項目，免收水資源稅。

 

  曹耀峰指出，目前行業內準入門檻偏低，規范和標準不統一，不能適應地熱開發利用的需要。特別是地熱尾水回灌比例低，容易造成環境污染和地下水資源枯竭。

 

  他建議，要盡快建立地熱行業準入制度及資源勘察開發和保護制度，規范地熱行業的投資行為，對地熱能的開采、利用進行立法，嚴格監管。

 

  “盡管還有很多問題需要解決，地熱產業已經蓄勢待發。”李克文堅信，“地熱發展將為多一片藍天做出應有的貢獻”。