地熱作為非化石能源的后起之秀,正在表現(xiàn)出強大的發(fā)展?jié)摿Α?br style="padding: 0px; margin: 0px;"/>
2017年氣荒的出現(xiàn)為可再生能源供熱提供了施展身手的空間。在此形勢下,地熱受重視程度正在進一步提升,北方地區(qū)清潔取暖規(guī)劃對地熱在北方地區(qū)清潔取暖中作用的發(fā)揮寄予厚望。地熱供熱在北方做成功了,南移也就有了底氣和資本。預(yù)計未來地熱供熱事業(yè)的發(fā)展將沿著淺層深層并舉,南北結(jié)合,通過發(fā)揮示范工程領(lǐng)銜引導(dǎo)功能實現(xiàn)由點到面推進的道路前行。
地調(diào)局的*新資源評價結(jié)果顯示:全國地熱資源年可開采量折合標煤26億噸。其中中低溫水熱資源年可開采量折合標煤18.65億噸,要分布在華北、蘇北、松遼、江漢等大中型盆地,每年可采資源量折合標煤18.28億噸。高溫水熱型資源主要分布在西藏自治區(qū)、云南、四川和臺灣省。
全國336個地級以上城市淺層地熱能資源每年可開采量折合標煤7億噸,可用于建筑物供暖和制冷。336個地級以上城市80%以上的土地面積適宜利用淺層地熱能,可實現(xiàn)建筑物夏季制冷面積326億平方米,冬季供暖面積323億平方米。全國適宜開發(fā)淺層地熱能的地區(qū)主要分布在中東部,包括北京、天津、等13個省(市)。
此外,干熱巖開發(fā)潛力巨大,我國干熱巖資源總量初步評估折合標煤達856萬億噸。若按照國際通用規(guī)則,開發(fā)利用其總量的2%,可利用規(guī)模亦達17萬億噸標煤。
1地熱開發(fā)利用規(guī)模不斷擴大
資源勘查取得進展的同時,我國地熱開發(fā)利用力度也在逐年加大,地熱資源利用量連續(xù)多年位居全球之首。數(shù)據(jù)顯示,2014年我國地熱資源直接利用量達到48435GW,是美國地熱直接利用量的2倍多。在地熱直接利用構(gòu)成中,用于供熱和制冷的地源熱泵利用方式占58%,水熱型地熱供暖占19%,溫泉洗浴占18%。2014年,我國水熱型地熱供暖比例首次超過溫泉洗浴,反映出我國地熱資源能源化利用步伐正在加快。
淺層地熱利用方面,截至2014年底全國淺層地熱能供暖制冷面積達3.92億平方米。地源熱泵機組總裝機容量達11.78GWt,開發(fā)利用年增長率遠高于世界上其他國家的增長速度。目前全國除港、澳、臺地區(qū)外,31個省、自治區(qū)、直轄市均有開發(fā)淺層地熱能的地源熱泵系統(tǒng)工程項目在運營,應(yīng)用淺層地熱能資源進行供暖和制冷的地源熱泵項目在中國已經(jīng)超過7000個,這些項目多集中在華北和東北地區(qū),建筑物類型主要集中在辦公樓、賓館、醫(yī)院、商場、學校和住宅等。近年來長江及珠江流域附近城市地源熱泵特別是江水源熱泵發(fā)展迅速。
2“氣荒”導(dǎo)致地熱發(fā)展拐點出現(xiàn)
2017年冬季國內(nèi)大力推進“煤改氣”主導(dǎo)的清潔取暖工程之后,全國大面積出現(xiàn)了天然氣供應(yīng)不足現(xiàn)象。煤改氣雖不是氣荒現(xiàn)象的**原因,但應(yīng)該是主要原因之一。
我國從根本上解決天然氣供應(yīng)短缺問題面臨較大的挑戰(zhàn)。政府和業(yè)界已經(jīng)注意到了這個問題。并采取了一些措施予以改進。從目前的動向看,“天然氣+可再生能源”供熱模式預(yù)計會在接下來的清潔取暖過程中予以推廣,可再生能源供熱的比重會逐漸增長。
可再生能源供熱體系中,地熱是非常有競爭力的能源。地熱的優(yōu)勢表現(xiàn)在資源量大,分布廣泛,取之不盡用之不竭。相對于其他可再生能源受季節(jié)、氣候等因素制約的供應(yīng)特點,地熱*大的特點是供應(yīng)穩(wěn)定。從產(chǎn)業(yè)實踐方面看,無論是國際社會還是國內(nèi),無論是中深層還是淺層地熱供暖都有成功的應(yīng)用和實踐案例。中國石化在河北雄縣創(chuàng)建的地熱供暖“雄縣模式”就以清潔、安全、環(huán)保為品牌聞名國內(nèi)外。目前雄縣模式正在有計劃地向大中城市和農(nóng)村推廣。
新近發(fā)布的《北方地區(qū)冬季清潔取暖規(guī)劃(2017-2021年)》以及《關(guān)于加快淺層地熱能開發(fā)利用促進北方采暖地區(qū)燃煤減量替代的通知》中明確指出地熱發(fā)展的三個重點。一是積極推進水熱型(中深層)地熱供暖,在經(jīng)濟較發(fā)達、束較高的京津冀魯豫和生態(tài)環(huán)境。脆弱的青藏高原及毗鄰區(qū),將地熱能供暖納入城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)范疇,集中規(guī)劃,統(tǒng)一開發(fā)。到2021年供暖面積達5億平米。二是大力開發(fā)淺層地熱能供暖,在京津冀魯豫的主要城市及中心城鎮(zhèn)等地區(qū),優(yōu)先發(fā)展再生水源,積極發(fā)展地源,適度發(fā)展地表水源,鼓勵采用供暖、制冷、熱水聯(lián)供技術(shù),在替代民用散煤供熱(冷)方面發(fā)揮積極作用。到2021年供暖面積達5億平米。三是繼續(xù)做好工業(yè)余熱回收供暖,對具備工業(yè)余熱供熱的工業(yè)企業(yè),鼓勵其采用余熱余壓利用等技術(shù)進行對外供暖。到2021年供暖面積達2億平米(不含電廠余熱)。“氣荒”現(xiàn)象使得地熱跳躍式發(fā)展的拐點正在出現(xiàn)。
3地熱供熱發(fā)展路線圖設(shè)想
從地熱供熱技術(shù)路徑看,首先是地熱供熱應(yīng)該走淺層地熱供熱與中深層供熱齊頭并進道路。具體思路是有中深層資源的地區(qū),在確?;毓鄺l件下應(yīng)優(yōu)先開發(fā)中深層資源,比如中國石化在河北雄縣的地熱資源開發(fā)就做的非常成功,目前已在城區(qū)實現(xiàn)地熱供暖面積600多萬平方米,實現(xiàn)地熱供暖零排放,零污染,取熱不取水。目前這種模式在雄縣周邊的農(nóng)村地區(qū)也有一定的推廣和嘗試。中石化在雄縣地熱開發(fā)取得成功之后計劃在“十三五”時期在全國再建20個無煙城。在中深層資源不具備的地區(qū),可考慮大力推廣淺層地熱能開發(fā)利用。淺層地熱能分布廣泛,不僅涵蓋土壤熱源,還包括地表水、城市污水、江河湖泊水源一級工業(yè)余熱等熱源,具有大面積推廣利用的資源基礎(chǔ)。過去一致認為淺層地熱開發(fā)利用在我國的適宜區(qū)主要在中東部,但是近年國內(nèi)一些企業(yè)先后在西藏、龍江等極寒地區(qū)也取得了淺層地熱能開發(fā)突破,這些突破和進展對今后極寒地區(qū)淺層地熱能開發(fā)有重大的示范意義。
其次是地熱供熱在區(qū)域布局方面將表現(xiàn)出南北結(jié)合,由北向南推進特點。目前的發(fā)展態(tài)勢是不僅北方地區(qū)冬季需要供暖,傳統(tǒng)的夏熱冬冷地區(qū)供暖呼聲也日益高漲。進入本世紀以來,方屢發(fā)雨雪冰凍天氣使得南方地區(qū)加強冬季供暖的呼聲日益高漲。目前在南方部分城市已經(jīng)開始了地熱集中供暖。比如南京一些小區(qū)的冬季供熱就是依靠水源熱泵方式,水源是長江水。地熱資源分布廣泛,特別是淺層地熱資源可以大面積利用。隨著地熱在北方地區(qū)清潔取暖中的作用的發(fā)揮,地熱的供熱區(qū)域?qū)⒉粩鄶U大,由北向南。
再次是發(fā)展地熱供熱應(yīng)重視示范工程的**功能,這是技術(shù)路線。地熱供熱目前有蓬勃發(fā)展之勢,但發(fā)展規(guī)模畢竟較小,尚處于起步階段,因此應(yīng)有意識的樹立一些示范工程并將其發(fā)展模式予以推廣,比如雄縣模式。從經(jīng)濟角度看,地熱開發(fā)利用目前面臨的*大挑戰(zhàn)是初投資高,投資回收期長,但運行起來則具有運行成本低的優(yōu)勢。因此,發(fā)展地熱供熱需要從政策、技術(shù)創(chuàng)新、管理方面入手,結(jié)合地熱供熱的特點,為其發(fā)展創(chuàng)造適宜的生存“土壤”。
4加快地熱供熱發(fā)展的保障措施
一是明晰地熱的能源屬性,消除多頭管理現(xiàn)象。
實踐中遇到的一個涉及管理體制和運行機制的突出問題是水務(wù)管理部門和礦產(chǎn)資源管理部門關(guān)于地熱管理的職能交叉,這已影響地熱開發(fā)進程,如要求地熱開發(fā)企業(yè)辦理采礦許可證和取水許可證就是之一。90年代國務(wù)院法制局《國務(wù)院法制局關(guān)于勘查、開采礦泉水地下熱水行政管理適用法律有關(guān)問題和復(fù)函》指出地熱具有水資源和礦產(chǎn)資源的雙重屬性,地熱開發(fā)適用于《中華人民共和國礦產(chǎn)資源法》、《中華人民和國礦產(chǎn)資源法實施細則》和礦產(chǎn)資源補償費征收管理規(guī)定。但當年中編辦印發(fā)的《關(guān)于礦泉水地熱水管理職責分工問題的通知》認定地熱具有水資源和礦產(chǎn)資源的雙重屬性,要求地熱開發(fā)辦雙證(即取水許可證、采礦許可證)。政出多門導(dǎo)致地熱管理較為混亂,如今各地的管理也是千差萬別,非常不利于地熱大發(fā)展。就發(fā)展趨勢看,地熱開發(fā)應(yīng)建立主管和協(xié)管機制,礦產(chǎn)資源管理部門主管,水務(wù)管理部門協(xié)管,取消多頭收費,減輕企業(yè)負擔。
二是加快全國地熱管理平臺建設(shè)和行業(yè)標準規(guī)范制定。
業(yè)界普遍呼吁建立全國地熱管理信息平臺,并希望借助該平臺掌握地熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展*新動態(tài)與需求。平臺的建設(shè)和運營也可以為相關(guān)決策部門提供地熱產(chǎn)業(yè)宏觀調(diào)控、規(guī)劃制定和政策動態(tài)調(diào)整*前沿的“窗口”信息。目前地熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模較小,發(fā)展較為初級,無論是地熱供熱還是發(fā)電均缺乏規(guī)范的行業(yè)標準,需要加快制定。可將一些成功運行的項目視為地熱開發(fā)利用的示范工程,通過總結(jié)其發(fā)展經(jīng)驗和規(guī)律,特別是技術(shù)和管理方面的亮點,提取行業(yè)發(fā)展標準和規(guī)范制定的有效元素。
三是盡快形成國家與地方兩級規(guī)劃體系,加大地熱供熱政策扶持力度。
全國地熱十三五發(fā)展規(guī)劃已經(jīng)出臺,北京、河北也已經(jīng)率先出臺本省市的地熱發(fā)展的十三五規(guī)劃。建議各地在國家規(guī)劃的基礎(chǔ)上續(xù)出臺本地區(qū)地熱發(fā)展十三五規(guī)劃,明確發(fā)展目標和技術(shù)路線,形成國家與地方兩級地熱發(fā)展規(guī)劃體系,并以國家和地方規(guī)劃為基礎(chǔ)出臺相關(guān)扶持政策。結(jié)合發(fā)展路線圖,近中期應(yīng)重點研究制定地熱供熱扶持政策,鼓勵按照因地制宜原則發(fā)展地熱供熱,鼓勵中深層與淺層地熱供熱協(xié)同發(fā)展,鼓勵建立集地熱與天然氣、其他可再生能源于一體的多能互補的分布式能源供熱項目建設(shè)。
四是重視地熱供熱關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。
地熱資源開發(fā)利用技術(shù)是一門多學科的綜合技術(shù),技術(shù)難度較大。盡管在過去幾年的快速發(fā)展進程中,國內(nèi)地熱界在地熱開發(fā)利用技術(shù)方面取得了一定程度進展,但依然有不少技術(shù)難題需要攻克。當前地熱資源開發(fā)利用無論是淺層、中深層還是干熱巖資源開發(fā)利用均面臨重大技術(shù)挑戰(zhàn)。比如淺層資源供熱和制冷過程中遇到的熱平衡和冷堆積問題,中深層資源的地熱水回灌問題以及干熱巖開發(fā)的靶區(qū)定位、人工壓裂以及微地震技術(shù)等。對這些影響地熱深度開發(fā)利用的重大關(guān)鍵技術(shù),需要依據(jù)地熱發(fā)展目標制定相應(yīng)的技術(shù)發(fā)展路線圖,明確各個節(jié)點目標,開展相關(guān)研究和生產(chǎn)時間并制定落實好保障措施。
五是加大地熱專業(yè)人才隊伍培養(yǎng)力度。
人才隊伍的形成是地熱發(fā)展的決定性因素。目前參與地熱產(chǎn)業(yè)的各類經(jīng)濟主體中,除相關(guān)管理機構(gòu)外,相關(guān)行業(yè)協(xié)會和科研機構(gòu)也逐漸如2012年天津大學成立了中低溫熱能高效利用教育部重點實驗室,部分高校還計劃開設(shè)地熱專業(yè)研究生教育等。目前地熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中暴露的很多問題與人才的缺乏有很大關(guān)系,應(yīng)該建立科學有效的地熱專業(yè)人才形成機制,借助科研院所、行業(yè)聯(lián)盟等機構(gòu)的力量,加大對地熱專業(yè)的人才培養(yǎng)力度。