1月17日～18日， 第240場中國工程科技論壇暨2016中國地熱國際論壇在北京召開。就在論壇開幕前一天，北京市發(fā)布今年入冬首次空氣重污染橙色預警；中央氣象臺也于18日繼續(xù)發(fā)布霾黃色預警，華北大部分地區(qū)有中度到重度霾。蒼穹之下，人們用口罩表達對綠色發(fā)展、生態(tài)文明建設的迫切希望。這就不難理解此次地熱論壇的異常火爆了——20多位兩院院士、17個省市政府官員、數(shù)百位國內外專家學者齊聚于此，共同研究加快推進我國地熱能高效利用和可持續(xù)發(fā)展，以更好地緩解傳統(tǒng)化石能源消耗壓力、減少溫室氣體排放、治理霧霾。
中國工程院院士、國家地熱能中心指導委員會主任曹耀峰稱，經濟發(fā)展新常態(tài)下，地熱資源作為一種可再生清潔能源，在今后能源結構調整、應對氣候變化、大氣污染治理中將發(fā)揮越來越大的作用，需要給予重新認識和定位。隨著地熱產業(yè)發(fā)展規(guī)劃納入國家“十三五”發(fā)展規(guī)劃，地熱產業(yè)的前景不可限量，地熱能開發(fā)利用的黃金時代即將到來。
獨具優(yōu)勢和競爭力的可再生清潔能源
人們熟知的煤、石油、天然氣等化石能源屬于不可再生能源。相比較傳統(tǒng)能源，太陽能、風能、水能、地熱能等都屬于可再生清潔新能源，其中地熱能獨具優(yōu)勢和競爭力。
——儲量大、分布廣。地熱能分淺層地熱能（0.2千米以內）、中深層水熱型地熱能（0.2～3千米）和干熱巖（3～10千米）三種類型。據(jù)測算，地球內部總熱量是全球煤炭儲量的1.7億倍，其中可利用量相當于近5000萬億噸標準煤，按世界年消耗190億噸標準煤計算，能滿足人類數(shù)十萬年的能源需要。我國地級以上城市淺層地熱能資源量折合標準煤95億噸，年可采量折合標準煤7億噸；中深層地熱能中的中低溫地熱資源量折合標準煤1.25萬億噸；干熱巖資源量折合標準煤860萬億噸。
——用途廣泛。淺層地熱能（低于25攝氏度）主要用來供暖/制冷；90攝氏度以下的中深層水熱型地熱能以直接利用為主，多用于采暖、干燥、工業(yè)、農林牧副漁業(yè)、醫(yī)療、旅游及人們日常生活等方面；90攝氏度以上的水熱型地熱資源以地熱發(fā)電和綜合梯級利用為主；水熱型地熱資源可供提取溴、碘、硼砂、鉀鹽、銨鹽等工業(yè)原料，還可作為醫(yī)療熱礦水、飲用礦泉水及生活供水的水源。
——利用效率高。新能源和可再生能源的加權平均能源利用系數(shù)是41%，而地熱能利用系數(shù)最高，達到73%，是太陽能的5.4倍、風能的3.6倍。
——穩(wěn)定性好。地熱能不受外界因素干擾，相比水能，不受季節(jié)影響；相比風能，不受氣候變化影響；相比太陽能，不受晝夜變化影響。
得益于得天獨厚的稟賦，地熱能的開發(fā)利用得到包括我國在內的世界大多數(shù)國家的重視。
在不少人的觀念中，地熱能利用就是溫泉洗浴。而數(shù)據(jù)表明，2014年底，我國地熱能直接利用結構中，地源熱泵占到58%，地熱能供暖則達到19%，首次超過溫泉洗浴的18%。
目前，全球已有70多個國家實現(xiàn)對地熱能的直接利用，而我國地熱能直接利用連續(xù)多年居世界首位，是第二名美國的兩倍多。據(jù)統(tǒng)計，2015年，我國淺層地熱能供暖面積達到3.92億平方米，中深層地熱能供暖面積達到1.02億平方米，地熱能發(fā)電約1.35億千瓦時，加上種植、養(yǎng)殖及洗浴等地熱能利用，共替代標準煤2000萬噸。
應重新認識地熱能在經濟新常態(tài)下的作用
雖然我國地熱能開發(fā)利用水平國際領先、地熱產業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)可喜勢頭，但曹耀峰認為，應重新認識地熱能在經濟新常態(tài)下的作用。
第一，地熱能在未來調整能源結構中的貢獻突出。
數(shù)據(jù)顯示，2015年我國能源消費總量為42.6億噸標準煤，而地熱能利用僅占0.5%左右。
而據(jù)測算，在能源消費結構中，地熱能利用每提高1個百分點，相當于替代標準煤3750萬噸，減排二氧化碳9400萬噸。
根據(jù)國家能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃，我國非化石能源占比將從2015年的12%提高到2020年的15%，增加3個百分點。根據(jù)地熱能開發(fā)利用“十三五”規(guī)劃征求意見稿，到2020年累計達到地熱供暖/制冷面積16億平方米，加上發(fā)電、種植、養(yǎng)殖、洗浴等，地熱能開發(fā)利用共替代標準煤7210萬噸。
按照2020年能源消費總量48億噸標準煤測算，屆時地熱能占比將達到1.5%，比目前的0.5%提高1個百分點。也就是說，在非化石能源今后5年的3個百分點的增幅中，地熱“三分天下有其一”，說明地熱能在未來能源結構調整中的貢獻巨大。
第二，地熱能在我國應對氣候變化中的貢獻突出。
200多年的工業(yè)文明實踐表明，化石能源的開發(fā)利用大大提高了勞動生產率，促進了社會文明進步，但同時也帶來日益嚴峻的環(huán)境問題和氣候問題，人類社會發(fā)展遭遇“黑色困惑”。
2015年巴黎氣候大會通過了《巴黎協(xié)定》，這是繼1992年《聯(lián)合國氣候變化框架公約》、1997年《京都議定書》之后，人類歷史上應對氣候變化的第三個里程碑式的國際法律文本，形成2020年后的全球氣候變化應對格局。
我國也做出承諾，在2030年前后碳排放總量達到峰值并爭取盡早實現(xiàn)，2030年的碳強度比2005年下降60%~65%。
而據(jù)地熱能開發(fā)利用“十三五”規(guī)劃征求意見稿，到2020年地熱能利用將替代標準煤7210萬噸，相對應減排二氧化碳1.77億噸，對于降低我國碳排放總量和碳強度具有重要意義。
第三，地熱能在治理當前大氣污染中的貢獻突出。
目前，多數(shù)觀點認為燃煤采暖鍋爐和散煤燃燒是造成霧霾的重要原因。
根據(jù)燃煤供暖鍋爐大氣污染物排放標準，二氧化硫、氮氧化物和粉塵的排放標準分別為每立方米400毫克、400毫克、80毫克；而根據(jù)燃煤電廠鍋爐大氣污染物排放標準，二氧化硫、氮氧化物和粉塵的排放標準分別為每立方米100毫克、100毫克、30毫克。燃煤供暖鍋爐二氧化硫、氮氧化物和粉塵的排放標準分別是燃煤電廠鍋爐的4倍、4倍和2.5倍。
而據(jù)測算，1噸散煤直燃的污染物排放量是1噸工業(yè)燃煤經集中減排后污染物排放量的十幾倍。
太陽能發(fā)電、風電等替代的是燃煤電廠排放的污染物，而地熱供暖替代的則是供暖鍋爐的燃煤和直燃散煤產生的污染物。因此，發(fā)展地熱產業(yè)對于治理大氣污染的作用更加突出。
專家們普遍認為，國家“十一五”發(fā)展規(guī)劃中列入了風能、太陽能發(fā)展目標，10年來風能裝機容量從2005年的126萬千瓦增長到2015年的12934萬千瓦，增長了103倍；太陽能光伏發(fā)電裝機容量從2005年的7萬千瓦增長到2015年的4318萬千瓦，增長了635倍。今年，國家“十三五”發(fā)展規(guī)劃中也專門編制了地熱能開發(fā)利用規(guī)劃，因此地熱產業(yè)的發(fā)展前景不可限量，地熱能開發(fā)利用的黃金時代很快就會到來。
加快推動地熱能規(guī)?；_發(fā)利用
當前，世界各國都在加快推動地熱能的開發(fā)利用。
國際地熱協(xié)會主席亞歷山大·里克特指出，地熱利用對人民生活質量改進有很大的作用。以冰島為例，芬蘭、挪威、瑞典、丹麥等國每個家庭的用熱成本遠大于冰島，冰島人民感到自己花很少的錢就有充足的熱能供應。利用地熱供暖，對于中國經濟的影響巨大。
對于我國地熱資源的開發(fā)利用方向，中國科學院院士汪集暘提出：熱電并舉，以熱為主；深淺結合，由淺及深；東西兼顧，西電東熱；干濕有度，先濕后干；“一帶一路”，地熱先行。
熱，要借鑒地熱能開發(fā)利用的“雄縣模式”。中國石化新星公司和河北省雄縣人民政府合作，統(tǒng)一政策、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一開發(fā)，經過7年時間建成供暖面積450萬平方米，雄縣城區(qū)基本實現(xiàn)地熱集中供熱全覆蓋，成為我國第一個“無煙城”。電，要借鑒西藏羊八井地熱發(fā)電模式。羊八井海拔4306米，地熱田深200米，地熱蒸汽溫度高達172攝氏度。作為我國最大的地熱發(fā)電站，該電站裝機容量占拉薩電網總裝機容量的41.5%，在冬季枯水季節(jié)，其地熱發(fā)電出力占拉薩電網的60%。淺，就是利用地源熱泵開發(fā)淺層地熱資源；深，就是借鑒“雄縣模式”開發(fā)中深層水熱型地熱資源。東，就是在東部地區(qū)借鑒“江蘇南通小洋口模式”和“廣東豐順模式”，利用淺層地熱能、中低溫地熱資源，打造分布式地熱供暖/制冷系統(tǒng)，以解決長三角和珠三角地區(qū)冬季供暖、夏季制冷問題。西，就是在西部地區(qū)利用高溫地熱資源發(fā)電。濕，即利用水熱型地熱資源；干，則是開發(fā)利用干熱巖資源，但開發(fā)難度很大，應慎之又慎！
“一帶一路”，地熱先行，即借助“一帶一路”國家戰(zhàn)略，利用沿線國家和地區(qū)豐富的地熱資源發(fā)展地熱產業(yè)。這里面蘊含巨大的機遇。我國擁有全球最大的建筑市場，現(xiàn)有建筑面積超過500億平方米，若以現(xiàn)有建筑面積的5%和新增建筑面積的40%采用地源熱泵供熱測算，供熱面積可達32.5億平方米，潛在市場規(guī)模1萬億元。
作為我國常規(guī)地熱開發(fā)利用的龍頭企業(yè)，中國石化新星公司近年來打造地熱資源勘探、地熱資源評價、地熱鉆井成井工藝、地熱尾水回灌、地熱資源梯級利用和信息化系統(tǒng)六大技術體系，形成京津冀、關中、豫魯、山西、東北三省等區(qū)域發(fā)展陣地，地熱供暖能力達到4000萬平方米，占全國常規(guī)地熱供暖的40%，年可替代標準煤116萬噸、減排二氧化碳300萬噸。
大力發(fā)展常規(guī)地熱供暖的同時，新星公司還大力發(fā)展“地熱+”，推進全產業(yè)鏈一體化發(fā)展。他們積極進入油田、煉化、鋼鐵等余熱、余氣、余壓綜合利用領域，建成河南油田下二門污水余熱利用、中原油田濮三聯(lián)余熱+地熱供暖等一批示范項目；利用江河水、湖水、水庫水及海水作為熱泵冷熱源，建成咸陽中鐵二十局醫(yī)院、荊州四機廠等供暖/制冷項目。
值得一提的是，新星公司還積極發(fā)展CDM（清潔發(fā)展機制）項目，注冊的咸陽CDM項目是全球首個地熱供暖CDM項目，加上雄縣CDM項目，CCER（中國核證自愿減排量）總量約150萬噸，為進入國內自愿減排交易市場奠定了基礎。
京津冀地區(qū)迎來地熱產業(yè)大發(fā)展
作為霧霾頻發(fā)地，京津冀地區(qū)對綠色發(fā)展的渴望更加強烈。數(shù)字顯示，京津冀地區(qū)經濟發(fā)達，人口密度為512人/平方千米，高于142人/平方千米的全國平均水平，化石能源消耗密度也遠高于全國平均水平，加之太行山、燕山環(huán)繞，大氣環(huán)流不暢，導致大范圍霧霾頻發(fā)。
中國石化股份公司高級副總裁王志剛在報告中指出，京津冀地區(qū)地熱資源豐富，目前已知北京有10個地熱田、地熱資源量折合標準煤34億噸，天津有8個地熱田、地熱資源量折合標準煤307億噸，河北有30個地熱田、地熱資源量折合標準煤1050億噸。
根據(jù)《支撐服務京津冀協(xié)同發(fā)展地質調查報告（2015）》，京津冀地區(qū)每年可開發(fā)利用的地熱能熱量折合標準煤3.43億噸（其中淺層地熱能每年可開采熱量折合標準煤9200萬噸，水熱型地熱能年可開發(fā)量折合標準煤2.5億噸），相當于京津冀地區(qū)2014年燃煤消耗總量的94%，每年可減排二氧化碳8.18億噸。經過40多年的開發(fā)利用，京津冀地區(qū)地熱資源開發(fā)利用技術先進、面積大、效果好，并且地熱產業(yè)從供暖向梯級利用、現(xiàn)代高效農業(yè)、多能源集成等方向發(fā)展。
中國地質調查局淺層地溫能研究與推廣中心常務副主任李寧波介紹了幾個典型案例。其中，北京用友軟件園使用土壤源熱泵+冰蓄冷+水蓄能復合熱泵系統(tǒng)，較常規(guī)供暖方式節(jié)能30%，年替代標準煤1400噸，節(jié)約運行費用400萬元。北京奧運村再生水源熱泵項目，利用附近清河污水處理廠的再生水作為冷熱源，為43萬平方米建筑供暖/制冷，年節(jié)約標準煤3077噸，相當于減排二氧化碳8000噸，每平方米全年耗能是現(xiàn)行節(jié)能建筑能耗量的1/3。該項目也為城市污水的利用拓展了新方向。
王志剛也介紹了兩種復合利用模式。在河北保定博野縣探索地熱資源梯級利用，100攝氏度以上的水首先用來地熱發(fā)電，設計裝機容量5兆瓦；80～90攝氏度的發(fā)電尾水用來供熱，設計供暖面積100萬平方米；60～70攝氏度的水進行工業(yè)利用；40～50攝氏度的水用作生活熱水；20～30攝氏度的水作為低溫熱泵熱源，進一步利用后回灌。在有“中國皮都”之稱的河北辛集，正著力實現(xiàn)地熱能、太陽能、生物質能等可再生能源及工業(yè)余熱和常規(guī)能源的復合能源利用。此項目于2013年啟動，目前已經建成300萬平方米的供暖能力。
王志剛表示，上述案例表明京津冀地區(qū)地熱資源豐富，開發(fā)利用技術條件成熟，商業(yè)模式可復制推廣，具備大規(guī)模開發(fā)利用的條件。“十三五”期間，地熱能的開發(fā)利用將在京津冀地區(qū)能源結構調整和大氣污染治理方面發(fā)揮重要作用。談及京津冀地區(qū)地熱資源開發(fā)設想，王志剛表示，“十三五”期間，北京市將新增地熱供暖/制冷面積6500萬平方米，其中淺層地溫能供暖/制冷重點在沙河高教園、順義林河開發(fā)區(qū)等地區(qū)；中深層地熱供暖重點在大興新機場、延慶冬奧會場館、通州行政副中心等地區(qū)。天津市將新增地熱供暖/制冷面積6500萬平方米，其中淺層地溫能供暖/制冷重點在北部新區(qū)、北辰科技園等地區(qū)；中深層地熱供暖重點在中心城區(qū)、東麗湖溫泉旅游度假區(qū)、臨港經濟區(qū)等地區(qū)。
河北省將重點推進保定、石家莊、廊坊、衡水、滄州、邢臺、張家口、承德地區(qū)的中深層和淺層地熱能開發(fā)利用，新增地熱供暖/制冷面積1.8億平方米。預計到2020年，京津冀地區(qū)將實現(xiàn)地熱供暖/制冷面積4.4億平方米，其中淺層地熱能供暖/制冷面積2.28億平方米，中深層地熱供暖面積2.12億平方米，將實現(xiàn)年替代標準煤1280萬噸，減排二氧化碳3002萬噸。這一目標，高于“十三五”期間京津冀地區(qū)新增地熱供暖/制冷面積3.1億平方米的國家規(guī)劃目標。
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