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我國的地?zé)崮荛_發(fā)利用現(xiàn)狀如何？
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中國技術(shù)監(jiān)督情報協(xié)會地?zé)岙a(chǎn)業(yè)工作委員會主任，中信設(shè)計總工程師、教授級高級工程師陳焰華受新華網(wǎng)“科普中國綠色雙碳”欄目邀約，錄制《清潔低碳的地?zé)崮茉磿诚搿泛汀堕_啟沉睡的地?zé)崮堋芬曨l，向公眾科普地?zé)崮苤R，講述地?zé)崮苤崿F(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要意義。
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地?zé)崮艿哪芰縼碓从谀睦?？為什么它是一種可再生能源？
我國地?zé)豳Y源總量相當(dāng)于860萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，是2021年全年能源消費(fèi)總量52.4億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的16.4萬倍，可謂儲量巨大。同其他再生能源相比，太陽能在陰天的情況下發(fā)電很弱，風(fēng)力發(fā)電在沒有風(fēng)的時候也會停擺，但是地?zé)崮軈s可以全年無休持續(xù)提供能量，就像一個能量充沛續(xù)航穩(wěn)定的超大“充電寶”，能為人們提供源源不斷的動力。
地?zé)崮苁翘N(yùn)藏在地球內(nèi)部的巨大熱量，這些熱量簡稱為地球內(nèi)熱。地球內(nèi)熱主要源自兩個方面：地球形成過程中重力位能轉(zhuǎn)化儲藏在核幔的熱和殼幔放射性同位素衰變產(chǎn)生的熱。除此之外，還有月球和地球之間相互吸引形成潮汐過程中由機(jī)械能轉(zhuǎn)換的熱能、硫化礦物與地下水接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)釋放出的熱量等。
地球內(nèi)熱是推動整個地球發(fā)生發(fā)展和演化的原動力。實際上相對于風(fēng)能、太陽能等可再生能源，地?zé)崮苁俏ㄒ徊皇芴鞖?、季?jié)變化影響的可再生能源。地?zé)崮艹哂袃α看?、分布廣、清潔環(huán)保等特點(diǎn)，其最大優(yōu)勢在于它的穩(wěn)定性、連續(xù)性和利用率高，替代化石能源和減少碳排放的功能非常強(qiáng)大，開發(fā)利用地?zé)豳Y源是發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)和低碳經(jīng)濟(jì)的必然趨勢。
目前地?zé)崮苤饕獞?yīng)用在哪些方面？工作原理分別是什么？
地?zé)豳Y源豐富，類型齊全，分布廣泛，依據(jù)地?zé)釡囟确旨?，高?00 ℃的地?zé)豳Y源可以用來發(fā)電和進(jìn)行梯級綜合利用。100～200 ℃的地?zé)豳Y源可以用于雙循環(huán)發(fā)電、吸收式制冷、直接供暖、工業(yè)干燥及熱加工等。50～100 ℃的地?zé)豳Y源可用于直接供暖和供應(yīng)生活熱水，或進(jìn)行工業(yè)干燥。20～50 ℃的地?zé)豳Y源主要用于供應(yīng)生活熱水，溫泉洗浴、醫(yī)療康養(yǎng)，農(nóng)業(yè)種植、水產(chǎn)養(yǎng)殖，包括為建筑物供冷供熱。可以看到，地?zé)豳Y源可形成或催生多領(lǐng)域更廣泛的利用方式，在各領(lǐng)域的利用技術(shù)形式也可以多種多樣。
通過這個圖可以看到地?zé)崽菁壘C合利用和多元化發(fā)展。地?zé)崮苤饕\(yùn)用在以下方面：
1）地?zé)岚l(fā)電技術(shù)。中高溫地?zé)崮芸赊D(zhuǎn)化為機(jī)械能再轉(zhuǎn)化為電能。最實用的方法是用發(fā)電機(jī)組通過熱力循環(huán)來實現(xiàn)。根據(jù)載熱體類型、溫度、壓力和其他特性的不同，地?zé)岚l(fā)電方式可分為蒸汽型地?zé)岚l(fā)電和熱水型地?zé)岚l(fā)電兩大類。
2）地?zé)嶂评浼夹g(shù)。依據(jù)地?zé)豳Y源品位不同，可以采用不同的制冷技術(shù)。中高溫地?zé)豳Y源可用于吸收式制冷；淺層地?zé)崮芾脦r土體作為地源熱泵系統(tǒng)的冷源或熱匯，經(jīng)熱泵機(jī)組制取低溫冷水為建筑物供冷。
3）地?zé)峁峒夹g(shù)。依據(jù)地?zé)豳Y源品位不同，采用不同的供熱技術(shù)或方式。中高溫地?zé)豳Y源利用，直接開采地?zé)崴⑤斔偷綋Q熱站或直接進(jìn)入每棟建筑的供熱末端設(shè)備，為建筑供暖和提供生活熱水。淺層地?zé)崮芗夹g(shù)利用巖土體作為地源熱泵系統(tǒng)的低位熱源，經(jīng)熱泵機(jī)組提升后為建筑物供暖。
4）地?zé)徂r(nóng)業(yè)種植、養(yǎng)殖技術(shù)。主要是建造地?zé)釡厥?，用于農(nóng)作物加工和栽培、花卉苗木培育，水產(chǎn)養(yǎng)殖，農(nóng)副產(chǎn)品烘干等。
未來，隨著與地?zé)崂孟嚓P(guān)領(lǐng)域的擴(kuò)展和開發(fā)利用技術(shù)的進(jìn)步，必將進(jìn)一步促進(jìn)地?zé)豳Y源的勘探和開發(fā)，地?zé)崂靡脖貙⑦M(jìn)入一個飛速發(fā)展的嶄新時期。
我國地?zé)崮墚a(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀如何？
做好地?zé)崮荛_發(fā)利用這篇大文章，要堅持統(tǒng)一規(guī)劃、因地制宜、有序開發(fā)、清潔高效，建立完善地?zé)崮荛_發(fā)利用政策體系，規(guī)范有關(guān)管理流程，統(tǒng)籌抓好地?zé)豳Y源勘查和開發(fā)利用等各項工作，促進(jìn)地?zé)崮芏嘣_發(fā)利用，助力全方位推動高質(zhì)量發(fā)展。
我國地?zé)崮墚a(chǎn)業(yè)經(jīng)過幾十年的發(fā)展、技術(shù)積累及部分資源良好地區(qū)和重大工程的示范應(yīng)用，特別是“十三五”時期在節(jié)能減排國家戰(zhàn)略和《地?zé)崮荛_發(fā)利用“十三五”規(guī)劃》的引領(lǐng)下，逐步得到了社會各界的重視，應(yīng)該說已初步形成了以建筑供暖制冷、溫泉洗浴、水產(chǎn)養(yǎng)殖、溫室種植、設(shè)施農(nóng)業(yè)等地?zé)嶂苯永梅绞胶偷責(zé)岚l(fā)電的地?zé)崮芫C合開發(fā)利用技術(shù)體系；地?zé)崮苎b備制造方面，我們實現(xiàn)了大型鉆探設(shè)備、地源熱泵、高溫?zé)岜?、多功能熱泵及其配套設(shè)備和系統(tǒng)的基本國產(chǎn)化。
十三五”時期，我國加大了地?zé)崮荛_發(fā)利用的科研投入，通過科技攻關(guān)、創(chuàng)新研發(fā)、成果轉(zhuǎn)化，形成了涵蓋地?zé)崮荛_發(fā)利用全產(chǎn)業(yè)鏈系列性的共性關(guān)鍵技術(shù)。多個地?zé)崮茼椖苛腥雵抑攸c(diǎn)研發(fā)計劃或獲得省部級科學(xué)技術(shù)獎。干熱巖試采技術(shù)也實現(xiàn)了突破，中國地質(zhì)調(diào)查局、青海省自然資源廳、中國石化等單位聯(lián)合開展青海共和干熱巖勘查開發(fā)科技攻堅和示范工程與試驗研究基地的建設(shè)，成功實施了中國首口干熱巖井的實驗性壓裂。
這些年，我們建設(shè)了一批重大的地?zé)崮荛_發(fā)利用項目，地?zé)崮芗夹g(shù)的成熟性和可靠性得到進(jìn)一步驗證和實踐認(rèn)可。比如說，北京城市副中心辦公區(qū)利用地源熱泵+深層地?zé)?水蓄能+輔助冷熱源的綜合能源利用技術(shù)，率先創(chuàng)建“近零碳排放區(qū)”示范工程，為237萬平方米的建筑群供冷供暖；北京大興國際機(jī)場地源熱泵系統(tǒng)為257萬平方米建筑提供冷熱能源，成為“綠色機(jī)場”的重要組成部分；江蘇南京江北新區(qū)利用長江水源熱泵技術(shù)，將實現(xiàn)供冷供暖面積達(dá)到1200萬平方米。
地?zé)崮苡心男﹥?yōu)勢？如何助力“雙碳”目標(biāo)的實現(xiàn)？
地?zé)崮茏鳛橐环N新能源，也是未來能源，能夠在踐行“雙碳”目標(biāo)中發(fā)揮重大作用。2021年國家頒布的《關(guān)于促進(jìn)地?zé)崮荛_發(fā)利用的若干意見》明確指出，大力開發(fā)利用地?zé)崮埽瑢β鋵嵦歼_(dá)峰、碳中和目標(biāo)具有重要意義。
地?zé)豳Y源具有多種綜合利用價值，可以帶動包括地?zé)岚l(fā)電、建筑供冷供熱、農(nóng)業(yè)種植、水產(chǎn)養(yǎng)殖、作物烘干、溫泉洗浴、醫(yī)療康養(yǎng)、旅游休閑等在內(nèi)的相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
地?zé)崮茉诶眠^程中，主要是通過蒸汽和熱水等“載熱體”把地下的熱能帶到地面上來，除地?zé)岚l(fā)電外，在建筑供冷供熱、溫室農(nóng)業(yè)和溫泉旅游等方面也得到利用，基本上不消耗或少消耗化石能源。
從能源利用角度來說，化石能源具有不可再生和高排放的特點(diǎn)，高品位能源僅用于溫度不高的建筑供熱，其高能低用會造成能源的大量浪費(fèi)。因此，就建筑能源的利用而言，應(yīng)充分認(rèn)識到化石能源的有限性、低效性、高污染性，減少建筑能源中化石能源的利用，提高低品位能源和自然能源包括地?zé)崮艿睦?。太陽能、風(fēng)能替代的是電廠的燃煤，而地?zé)崮芄崽娲氖墙ㄖ徨仩t的燃煤和取暖直燃的散煤，因此對減少碳排放和環(huán)境治理的意義更加重大。
國家“雙碳”政策對地?zé)崮芗夹g(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有什么影響？
地?zé)崮艿刃履茉串a(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在“綠水青山就是金山銀山”理念的引導(dǎo)下，也逐步走向高質(zhì)量發(fā)展之路。以中國地?zé)崮苜Y源賦存特征為起點(diǎn)，以產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級為訴求，以社會公眾福祉為落腳點(diǎn)的高質(zhì)量發(fā)展模式將逐步從理論層面走向產(chǎn)業(yè)實踐。
隨著我國社會和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人民群眾對美好生活的向往日益提高，旺盛的供冷供熱市場需求就是具體體現(xiàn)。通過地?zé)崮芴娲济汗┡皬浹a(bǔ)煤改電、煤改氣的不足，對于我國北方實現(xiàn)清潔供暖，特別是緩解京津冀地區(qū)冬季大氣污染問題具有重要作用。夏熱冬冷地區(qū)利用地源熱泵可以滿足冷暖聯(lián)供，實現(xiàn)資源綜合利用和清潔低碳供冷供熱。
碳達(dá)峰碳中和戰(zhàn)略的實施，能夠有機(jī)協(xié)調(diào)和有效解決旺盛的供冷供熱市場需求與優(yōu)美生態(tài)環(huán)境需求的尖銳矛盾，既是地?zé)崮墚a(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的必由之路，又是地?zé)崮苄袠I(yè)踐行國家戰(zhàn)略的歷史擔(dān)當(dāng)。
實現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和，既是貫徹新發(fā)展理念、構(gòu)建新發(fā)展格局、推動高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在要求，也是黨中央統(tǒng)籌國內(nèi)國際兩個大局作出的重大戰(zhàn)略決策，是主動擔(dān)當(dāng)大國責(zé)任、推動構(gòu)建人類命運(yùn)共同體的迫切需要。
根據(jù)國際能源署（IEA）預(yù)測，要實現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和的目標(biāo)，化石能源（煤炭、石油、天然氣）都必須被逐步減少使用，清潔能源則會在能源系統(tǒng)中占據(jù)越來越重要的地位。相對于太陽能和風(fēng)能的間歇性和波動性，地?zé)崮苁欠€(wěn)定可靠的可再生能源，并且與建筑能源需求（供冷供熱）具有天然的契合性，如何通過政策支持和技術(shù)創(chuàng)新快速降低地?zé)崮荛_發(fā)和利用成本，擴(kuò)大使用規(guī)模和應(yīng)用場景，形成地?zé)崮芫C合開發(fā)和梯級高效利用的完整技術(shù)體系，是全球地?zé)崮苄袠I(yè)必須正視和傾力研究的關(guān)鍵問題。
推廣和發(fā)展地?zé)崮芗夹g(shù)和產(chǎn)業(yè)，助力“雙碳”目標(biāo)實現(xiàn)，還需哪些方面的配合？
第一，要加快深部地?zé)豳Y源勘探和可開發(fā)利用技術(shù)的科研攻關(guān)，建立權(quán)威開放的全國性地?zé)豳Y源數(shù)據(jù)庫。建立集地?zé)崮苜Y源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、開發(fā)利用動態(tài)、資源勘查評價、立項審批、項目信息、運(yùn)行數(shù)據(jù)、產(chǎn)業(yè)規(guī)模等信息管理系統(tǒng)為一體的地?zé)崮艽髷?shù)據(jù)平臺，對地?zé)崮荛_發(fā)利用進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)管和監(jiān)測評價。
第二，積極拉長地?zé)崮芾卯a(chǎn)業(yè)鏈，培育產(chǎn)業(yè)配套市場，探索地?zé)崮芾玫亩喾N商業(yè)模式。
第三，建立規(guī)劃實施和結(jié)果的評價機(jī)制。建立和完善市場運(yùn)行規(guī)則，形成公平合理有序競爭的地?zé)崮荛_發(fā)利用市場秩序；強(qiáng)化對地?zé)崮軐嵤┤^程和運(yùn)營的監(jiān)管及評價，確保地?zé)崮艿目茖W(xué)和高效利用。
推動地?zé)崮荛_發(fā)利用，將有助于盡早實現(xiàn)2030年前碳達(dá)峰、2060年前碳中和的宏偉目標(biāo)，是未來能源轉(zhuǎn)型的新方向，是建筑能源低碳高效利用的優(yōu)化選擇，是完成非化石能源利用目標(biāo)、建設(shè)清潔低碳社會、實現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。
關(guān)于“科普中國綠色雙碳”項目
“科普中國綠色雙碳”項目是中國科協(xié)科普信息化建設(shè)工程的重要組成部分，是“科普中國”品牌下中國科協(xié)與新華網(wǎng)聯(lián)合打造的專題欄目，向社會公眾深入科普“雙碳”知識及其重大意義，廣泛宣傳國家戰(zhàn)略方針，全面提升“雙碳”理念，增強(qiáng)大眾環(huán)保意識，踐行綠色低碳生活方式，科普助力“雙碳”目標(biāo)實現(xiàn)。
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