全國(guó)都在為“十三五”規(guī)劃作準(zhǔn)備。作為可再生能源之一的地?zé)崮?，在?dāng)前進(jìn)行的中國(guó)工程院重點(diǎn)咨詢研究項(xiàng)目《我國(guó)地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用戰(zhàn)略研究》中，國(guó)內(nèi)地?zé)釋＜乙延懻摱啻?，并基本?gòu)建了中國(guó)地?zé)崮芸茖W(xué)開(kāi)發(fā)利用至2050年的路線圖。“十三五”地?zé)嵋?guī)劃是該路線圖中的近期目標(biāo)，本文剖析“十三五”的地?zé)崮馨l(fā)展目標(biāo)，以地?zé)岚l(fā)電為主，也涉及地?zé)崮艿臒崂谩?/span>
世界地?zé)犭娏σ驯伙L(fēng)電和太陽(yáng)能電超越
比較世界可再生能源的發(fā)展歷程，我們可以看到：當(dāng)初世界地?zé)岚l(fā)電的裝機(jī)容量和年發(fā)電量遠(yuǎn)在風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電之上。1904年意大利首創(chuàng)地?zé)岚l(fā)電試驗(yàn)成功，點(diǎn)亮了幾只燈泡;至1913年建成世界第一個(gè)商業(yè)性地?zé)犭娬荆b機(jī)容量250千瓦，這也是非水可再生能源的世界第一個(gè)商業(yè)性電站。1958年以后，新西蘭、美國(guó)等國(guó)家陸續(xù)加入地?zé)岚l(fā)電行列;20世紀(jì)60年代及往后，世界地?zé)岚l(fā)電有較大增長(zhǎng)。世界地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)容量在1970年、1980年和1990年已分別達(dá)到72萬(wàn)千瓦、211萬(wàn)千瓦和583.4萬(wàn)千瓦，都遠(yuǎn)大于當(dāng)時(shí)的風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電。
地?zé)岚l(fā)電的優(yōu)越性表現(xiàn)為可再生能源中最大的利用系數(shù)(CapacityFactor)，世界能源理事會(huì)(WEC)統(tǒng)計(jì)了世界各種可再生能源的總裝機(jī)容量和年生產(chǎn)電量，從而計(jì)算了各自的利用系數(shù)，地?zé)岚l(fā)電的利用系數(shù)最高是0.73，它平均一年工作6400小時(shí)以上;其他的生物質(zhì)發(fā)電為0.52，水力發(fā)電為0.42，潮汐發(fā)電是0.23，而風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電分別為0.21和0.14(Fridleifsson,2008)。這也就是說(shuō)，風(fēng)電只有21%的時(shí)間(年約1800多小時(shí))、太陽(yáng)能電只有14%的時(shí)間(年約1200多小時(shí))可以工作。所以，在同樣的裝機(jī)容量下，地?zé)崮臧l(fā)電量是風(fēng)電的3.5倍，是太陽(yáng)能電的5倍。
20世紀(jì)90年代，風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電得到各國(guó)政府優(yōu)惠政策的大力扶持，呈現(xiàn)指數(shù)式增長(zhǎng)。它們先以裝機(jī)容量超過(guò)了地?zé)岚l(fā)電，但這時(shí)由于它們偏低的利用系數(shù)，使其年發(fā)電量還未超過(guò)地?zé)岚l(fā)電。再后來(lái)，風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電的更大發(fā)展，終于使風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電的年發(fā)電量也超過(guò)了地?zé)岚l(fā)電。其中，世界風(fēng)力發(fā)電量在2006年超越了地?zé)岚l(fā)電量;世界太陽(yáng)能發(fā)電量在2012年也超越了地?zé)岚l(fā)電量。
地?zé)岚l(fā)電既有那么大的優(yōu)越性，怎么會(huì)讓風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電超越了呢?除了優(yōu)惠政策扶持力度的差異，那就是風(fēng)力和太陽(yáng)能資源都在地面，較易操作，而地?zé)豳Y源深藏在地下，需要專業(yè)勘探查明地?zé)豳Y源通常就要幾年時(shí)間，操作程序較為復(fù)雜，含一定的風(fēng)險(xiǎn)。
中國(guó)丟失三十年地?zé)岚l(fā)電研究
1970年12月廣東省豐順縣鄧屋村利用92攝氏度地下熱水試驗(yàn)發(fā)電成功，這使中國(guó)成為世界上第8個(gè)利用地?zé)岚l(fā)電的國(guó)家，那里于1978年更新成了300千瓦的機(jī)組。上世紀(jì)70年代我國(guó)還建設(shè)了河北懷來(lái)縣后郝窯、江西宜春縣溫湯、湖南寧鄉(xiāng)縣灰湯、山東招遠(yuǎn)縣湯東泉、遼寧蓋縣熊岳、廣西象州市熱水村，共7處中低溫地?zé)嵩囼?yàn)電站，單機(jī)容量50～300千瓦，總裝機(jī)容量1550千瓦。其中1971年江西省宜春利用67攝氏度地?zé)崴囼?yàn)發(fā)電成功，雖然裝機(jī)容量只有50千瓦，但它是世界迄今最低溫度的地?zé)岚l(fā)電。當(dāng)時(shí)的中國(guó)水平不見(jiàn)得比世界低多少，但我們沒(méi)有鞏固和發(fā)展這些成績(jī)，反而在運(yùn)行幾年后陸續(xù)關(guān)停了，僅豐順的更新機(jī)組被當(dāng)?shù)乩相l(xiāng)留下，并使用至今。
那些關(guān)停中低溫地?zé)岚l(fā)電機(jī)組的原因，當(dāng)時(shí)結(jié)論是：“技術(shù)可行，但經(jīng)濟(jì)不合算”。另外，中國(guó)地?zé)峤绱撕筮€有一種觀點(diǎn)，認(rèn)為中國(guó)就應(yīng)該發(fā)展地?zé)嶂苯永玫拈L(zhǎng)處，不必去發(fā)展地?zé)岚l(fā)電的短處。就這樣，中國(guó)放棄了地?zé)岚l(fā)電的研究。實(shí)際上，上世紀(jì)70年代的國(guó)外中低溫地?zé)岚l(fā)電也在類似水平上發(fā)展，然而，國(guó)外的理念是：正因?yàn)楫?dāng)下成本高、效率低，所以才需要繼續(xù)研究，以求降低成本，提高效率。他們幾十年不斷研究改進(jìn)，效益逐步提高，成本逐步降低，產(chǎn)品有了新銷路，于是再生產(chǎn)，再研究改進(jìn)，直至幾十年后的現(xiàn)在他們成了世界領(lǐng)先，并還在進(jìn)一步研究改進(jìn)。相比之下，我們放棄了，停頓了，于是落后了。
中國(guó)丟失了三十年地?zé)岚l(fā)電的研究，那是輸在了理念上，我們應(yīng)該吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。
地?zé)岚l(fā)電有望崛起
中國(guó)《可再生能源法》認(rèn)定地?zé)崮苁强稍偕茉粗唬竦責(zé)崮艿膶?shí)際發(fā)展和社會(huì)認(rèn)知度在可再生能源中只是小弟弟角色。
胡錦濤同志在2012年11月8日中國(guó)共產(chǎn)黨第十八次全國(guó)代表大會(huì)的報(bào)告中提出了“推動(dòng)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命，控制能源消費(fèi)總量，加強(qiáng)節(jié)能降耗，支持節(jié)能低碳產(chǎn)業(yè)和新能源、可再生能源發(fā)展，確保國(guó)家能源安全”。
今年6月13日中共中央總書(shū)記、國(guó)家主席、中央軍委主席、中央財(cái)經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組組長(zhǎng)習(xí)近平同志主持召開(kāi)中央財(cái)經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組第六次會(huì)議，研究我國(guó)能源安全戰(zhàn)略。習(xí)近平發(fā)表重要講話強(qiáng)調(diào)，能源安全是關(guān)系國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的全局性、戰(zhàn)略性問(wèn)題，對(duì)國(guó)家繁榮發(fā)展、人民生活改善、社會(huì)長(zhǎng)治久安至關(guān)重要。面對(duì)能源供需格局新變化、國(guó)際能源發(fā)展新趨勢(shì)，保障國(guó)家能源安全，必須推動(dòng)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命。習(xí)總書(shū)記在會(huì)上提出了推動(dòng)能源消費(fèi)革命、推動(dòng)能源供給革命、推動(dòng)能源技術(shù)革命、推動(dòng)能源體制革命和全方位加強(qiáng)國(guó)際合作5點(diǎn)要求。
面臨這樣的形勢(shì)，中國(guó)工程院設(shè)立了《推動(dòng)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命戰(zhàn)略研究》重大項(xiàng)目，最近的研究報(bào)告闡述了：綜合世界能源發(fā)展方向和我國(guó)能源生產(chǎn)革命的基礎(chǔ)，我國(guó)能源生產(chǎn)革命的方向是“能源資源保障多元化和安全化、能源生產(chǎn)綠色化和高效化、能源系統(tǒng)信息化和智能化以及全國(guó)能源資源的優(yōu)化配置”，并提出推動(dòng)中國(guó)能源生產(chǎn)革命的“三大戰(zhàn)役”是倍增油氣、綠色煤炭和“半壁江山”的非化石能源。
至此，我們可以清楚地明了：應(yīng)該在中國(guó)能源革命中來(lái)看待地?zé)崮?，在致力于改變以煤為主的傳統(tǒng)能源格局、轉(zhuǎn)向多元化供給模式中來(lái)討論地?zé)衢_(kāi)發(fā)。
西藏羊八井地?zé)犭姀S基本上是中國(guó)地?zé)岚l(fā)電的一枝獨(dú)秀，其第一臺(tái)1000千瓦試驗(yàn)機(jī)組于1977年投產(chǎn)發(fā)電，接著增加了8臺(tái)3000千瓦機(jī)組(含1臺(tái)聯(lián)合國(guó)援助3180千瓦日本機(jī)組)，至1991年完成總裝機(jī)容量2.418萬(wàn)千瓦(1000千瓦試驗(yàn)機(jī)組退役)。電廠至今仍正常運(yùn)行，現(xiàn)年發(fā)電量1.4億千瓦時(shí)，累計(jì)發(fā)電已超過(guò)30億千瓦時(shí)。
此后，1985年曾在西藏朗久建成2000千瓦地?zé)岚l(fā)電機(jī)組，但因資源不足，僅間斷發(fā)電;1994年還在西藏那曲建成1000千瓦地?zé)岚l(fā)電機(jī)組，但結(jié)垢問(wèn)題嚴(yán)重。這兩處都在上世紀(jì)90年代末停運(yùn)了。
2006年我國(guó)《可再生能源法》實(shí)施，曾經(jīng)喚起一些開(kāi)發(fā)商對(duì)地?zé)岚l(fā)電投資的熱情，但幾經(jīng)波折未能獲得政府對(duì)地?zé)岚l(fā)電如同風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)補(bǔ)貼的答復(fù)后，他們放棄了投資計(jì)劃。或許是2009年的《可再生能源法》修訂帶來(lái)了些許松動(dòng)，國(guó)電龍?jiān)丛谖鞑匮虬司顿Y的1000千瓦螺桿膨脹機(jī)地?zé)岚l(fā)電成功運(yùn)轉(zhuǎn)，2010年又接著投資了第二個(gè)1000千瓦同型機(jī)組，為我國(guó)地?zé)岚l(fā)電在長(zhǎng)期停滯后邁出了第一步。
2011年開(kāi)始的我國(guó)“十二五”計(jì)劃，地?zé)峁ぷ髡呓K于迎來(lái)了轉(zhuǎn)機(jī)，國(guó)土資源部設(shè)立了《全國(guó)地?zé)豳Y源調(diào)查評(píng)價(jià)》項(xiàng)目，科技部也設(shè)立了《干熱巖熱能開(kāi)發(fā)與綜合利用關(guān)鍵技術(shù)研究》和《中低溫地?zé)岚l(fā)電關(guān)鍵技術(shù)研究與示范》2個(gè)863高新科技研究項(xiàng)目。國(guó)家的重視和支持再次喚起了我國(guó)地?zé)峁ぷ髡叩臒崆?，教授、研究員幫助華北油田建起了油井采油副產(chǎn)品廢熱水用雙工質(zhì)螺桿膨脹機(jī)400千瓦試驗(yàn)發(fā)電，民營(yíng)企業(yè)江西華電電力有限責(zé)任公司繼續(xù)利用其螺桿膨脹發(fā)電機(jī)在西藏羊易地?zé)崽镆郧暗牡責(zé)峥碧骄显囼?yàn)了400千瓦(2011)和500千瓦(2012)發(fā)電，并開(kāi)始投資承建羊易地?zé)犭姀S計(jì)劃的3.2萬(wàn)千瓦發(fā)電工程，其第一期1.6萬(wàn)千瓦工程正在鉆地?zé)嵘a(chǎn)井。
2013年國(guó)家能源局、財(cái)政部、國(guó)土資源部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布的《關(guān)于促進(jìn)地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)利用的指導(dǎo)意見(jiàn)》，既明確給予了地?zé)岚l(fā)電上網(wǎng)電價(jià)等優(yōu)惠政策，又給定了我國(guó)地?zé)?ldquo;十二五”的發(fā)展目標(biāo)，其中地?zé)岚l(fā)電的指標(biāo)是10萬(wàn)千瓦。地?zé)岚l(fā)電需要做好前期的資源準(zhǔn)備工作，國(guó)土資源部當(dāng)即指令中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局安排高溫地?zé)豳Y源靶區(qū)的勘探任務(wù)，勘探隊(duì)伍已經(jīng)在西藏谷露等地開(kāi)始勘查工作。
“十三五”中國(guó)地?zé)岚l(fā)展展望
國(guó)土資源部明確了地?zé)崮艿母拍睿喊凑章癫厣疃龋?00米以淺的稱為淺層地溫能，200米至3000米的稱為常規(guī)地?zé)崮埽?000米至10000米的稱為干熱巖。常規(guī)地?zé)崮艿母邷夭糠趾透蔁釒r資源供地?zé)岚l(fā)電利用，常規(guī)地?zé)崮艿牡蜏夭糠趾蜏\層地溫能用作供暖和其他熱利用。
中國(guó)的地?zé)峁ぷ髡咴谥袊?guó)工程院重點(diǎn)咨詢研究項(xiàng)目《我國(guó)地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用戰(zhàn)略研究》中研究制訂了中國(guó)地?zé)崮芸茖W(xué)開(kāi)發(fā)利用路線圖，設(shè)計(jì)了至2020年、2030年、2050年3個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的發(fā)展目標(biāo)。
因地?zé)豳Y源蘊(yùn)藏隨地質(zhì)構(gòu)造條件的差異明顯及勘探過(guò)程的耗時(shí)較長(zhǎng)，常規(guī)地?zé)崮艿拈_(kāi)發(fā)利用不可能像風(fēng)能和太陽(yáng)能那樣出現(xiàn)指數(shù)式增長(zhǎng);淺層地溫能雖賦存條件簡(jiǎn)單，也只能是速度稍快的算術(shù)增長(zhǎng);僅有一點(diǎn)例外是干熱巖，它受地域分布影響小，一旦深部壓裂等關(guān)鍵技術(shù)過(guò)關(guān)，就能出現(xiàn)幾何級(jí)增長(zhǎng)了，但估計(jì)那需要從現(xiàn)在起的持續(xù)努力、直至2030年前后完全成熟才可轉(zhuǎn)機(jī)，2020年正在關(guān)鍵過(guò)程中，不可缺少，但還達(dá)不到轉(zhuǎn)機(jī)。鑒于此，“十三五”的中國(guó)地?zé)岚l(fā)展展望可概略描述于下。
(一)地?zé)岚l(fā)電只有略快增長(zhǎng)
國(guó)土資源部現(xiàn)已開(kāi)始加強(qiáng)高溫地?zé)豳Y源勘探任務(wù)，積極為“十三五”和今后的地?zé)岚l(fā)電做準(zhǔn)備，但這需進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查、地球化學(xué)和地球物理勘查，然后在選定的位置鉆勘探孔，鉆井完鉆后要做產(chǎn)能測(cè)試，這些實(shí)施過(guò)程需要一定時(shí)間;科技部“十二五”《中低溫地?zé)岚l(fā)電關(guān)鍵技術(shù)研究與示范》項(xiàng)目的成果可供利用，但還達(dá)不到產(chǎn)業(yè)規(guī)模。因此預(yù)計(jì)至2020年可達(dá)“十二五”完成5萬(wàn)千瓦的3倍，實(shí)現(xiàn)15萬(wàn)千瓦。
(二)常規(guī)地?zé)崮芊€(wěn)步增長(zhǎng)
我國(guó)中低溫地?zé)豳Y源直接利用的熱能近20年來(lái)保持世界第一位，這包括地?zé)峁┡厥曳N植與水產(chǎn)養(yǎng)殖、溫泉洗浴醫(yī)療等利用。市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)下，開(kāi)發(fā)商利用溫泉休閑旅游度假的開(kāi)發(fā)而得到穩(wěn)步發(fā)展，年增長(zhǎng)速度在10%。另外，近年來(lái)國(guó)家提倡合同能源管理和獎(jiǎng)勵(lì)節(jié)煤的政策，促進(jìn)地?zé)峁┡玫揭?guī)模化發(fā)展，年增長(zhǎng)率15%。這樣，我國(guó)常規(guī)地?zé)崮艿臒崂每傮w保持10%年增長(zhǎng)率，這樣的速度還能保持，所以按10%的年增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)從“十二五”末的600萬(wàn)千瓦熱量可增至2020年的1000萬(wàn)千瓦熱量。
(三)淺層地溫能穩(wěn)健增長(zhǎng)
利用地源熱泵技術(shù)開(kāi)發(fā)淺層地溫能用于建筑供暖，國(guó)際上是近30年風(fēng)行起來(lái)的新技術(shù)，被稱為節(jié)能和減排效率最高的單項(xiàng)技術(shù)。其從上世紀(jì)90年代引進(jìn)國(guó)內(nèi)，1995年在北京做成了第一個(gè)工程，隨之國(guó)內(nèi)研發(fā)生產(chǎn)熱泵主機(jī)設(shè)備，于是得到更快發(fā)展。尤其2006年以來(lái)獲得一系列國(guó)家和地方政策的支持，從而突飛猛進(jìn)，2010年已奪取了世界第二的成績(jī)，現(xiàn)在正向美國(guó)的世界第一位置沖擊，已接近、也許已經(jīng)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。2007～2010年間是我國(guó)地源熱泵工程應(yīng)用發(fā)展最快的時(shí)期，年累進(jìn)增長(zhǎng)率超過(guò)40%;然后在稍做調(diào)整后，繼續(xù)快速發(fā)展，2010年以來(lái)的平均年累進(jìn)增長(zhǎng)率仍高達(dá)27%，遠(yuǎn)高于世界同期平均的18%增速。2013年我國(guó)地源熱泵工程應(yīng)用面積已達(dá)3億平方米(這里扣除了國(guó)際上不予統(tǒng)計(jì)的工廠余熱和城市污水的熱泵利用，住建部公布的熱泵總應(yīng)用為4億平方米)。“十三五”的中國(guó)地源熱泵應(yīng)用計(jì)劃達(dá)到8億平方米，5年間增加4億平方米，相當(dāng)于平均年累進(jìn)增長(zhǎng)率16%，等于世界同期平均水平，這是不難完成的目標(biāo)。
(四)干熱巖突破技術(shù)關(guān)鍵
利用EGS(增強(qiáng)地?zé)嵯到y(tǒng))技術(shù)開(kāi)發(fā)干熱巖地?zé)豳Y源是前瞻性的世界前沿技術(shù)，常規(guī)的高溫地?zé)豳Y源受地質(zhì)條件制約分布有限，而干熱巖可基本不受地域影響，它設(shè)計(jì)相距數(shù)百米鉆兩個(gè)4000米(或更深)的深井，用“壓裂”技術(shù)在兩井之間造出連通的人工裂隙，然后從一井注入涼水，另一井中就能產(chǎn)出高溫蒸汽和熱水，供地?zé)岚l(fā)電和余熱利用。世界上目前僅有8個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家實(shí)踐過(guò)EGS，自2011年以來(lái)法國(guó)、德國(guó)、澳大利亞和美國(guó)已相繼實(shí)現(xiàn)千千瓦級(jí)EGS電站商業(yè)運(yùn)行試點(diǎn)，EGS破解常規(guī)高溫地?zé)豳Y源的局限，美國(guó)稱之為21世紀(jì)地?zé)崮艿奈磥?lái)，將在2050年在美國(guó)完成1億千瓦裝機(jī)容量。中國(guó)設(shè)計(jì)了15%的美國(guó)指標(biāo)，至2050年實(shí)現(xiàn)1500萬(wàn)千瓦干熱巖EGS發(fā)電。“十三五”我們處在EGS關(guān)鍵研究的進(jìn)程中，2020年需要突破千千瓦級(jí)發(fā)電，從而可保障后續(xù)的加速發(fā)展得以跟進(jìn)和實(shí)現(xiàn)。
(五)2050年實(shí)現(xiàn)1億噸標(biāo)準(zhǔn)煤目標(biāo)
中國(guó)地?zé)崮茈m是可再生能源中的小弟弟，中國(guó)地?zé)峤缭笧橹袊?guó)的能源革命積極貢獻(xiàn)，最近研究制訂了中國(guó)地?zé)崮芸茖W(xué)開(kāi)發(fā)利用路線圖的目標(biāo)是2050年實(shí)現(xiàn)1億噸標(biāo)準(zhǔn)煤當(dāng)量的替代目標(biāo)，在此之前，我們將努力爭(zhēng)取做得更快、更好。（作者：中國(guó)能源研究會(huì)地?zé)釋I(yè)委員會(huì)專家委員會(huì)主任 鄭克炎）
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