數據顯示,截至2020年底,中國地熱直接利用規(guī)模已達40.6吉瓦,全球占比38%,連續(xù)多年居世界首位;中國地熱能供熱制冷面積累計達13.9億平方米,近5年年均增長率約23%。
地熱能為何受青睞?業(yè)內人士表示,這與其分布廣泛、儲量大、穩(wěn)定可靠、碳減排效果明顯等因素有關。在中國,能源資源分布通常具有區(qū)域性,比如在西北地區(qū),煤炭和風、光等能源資源較充沛,南方地區(qū)則水資源較為豐富。但地熱能分布相對廣泛,且使用過程中幾乎零碳排放。在“雙碳”目標引導下,清潔的地熱能自然備受關注。
要用好地熱能,確保安全是重中之重。伴隨地熱資源大規(guī)模開發(fā)利用,如果地熱流體補采失衡,容易造成熱儲層壓力下降、水化學污染和熱污染等問題。采訪中,多位業(yè)內人士表示,要保障地熱能開采利用實現安全無污染,背后的回灌技術尤其關鍵。
在陜西省最大的地熱供能站——中國石化綠源公司迎賓路地熱站,記者看到一根根銀白色的管道緊密相連,組成一套回灌系統。在換熱站一角,幾臺地熱水過濾裝置排放有序,根據過濾精度,被區(qū)分為初級過濾器和精效過濾器。
“我們站內利用地熱能供暖,已經實現‘兩采兩灌’,也就是兩口生產井100%全回灌?!敝袊G源陜西公司副總經理張獻喻告訴本報記者,“我們取的是地下2800米左右的熱水,經過板式換熱器‘取熱’,再通過回灌技術,把取完熱的水‘還’給地下。經過一定周期后,再通過生產井把重新聚集了熱能的水‘抽’上來,實現地熱水資源的反復利用,也避免了地熱尾水直接排放造成環(huán)境污染?!?/span>
在地熱尾水回灌的過程中,由于水中含有化學沉淀物等雜物,通常容易造成回灌井堵塞,導致回灌效率不高、不能完全回灌等問題。那么,100%全回灌是如何實現的?
“一方面,要結合地下水源等,確定回灌井和生產井的布局。另一方面,在測定生產井和回灌井時要確認好二者間距,離得太遠,回灌速度慢,阻力過大;離得過近,回灌水過早到達井底,又會導致井底溫度過低。同時,還得選好用哪個砂層進行主回灌等?!睆埆I喻說,“我們的回灌系統包括初級過濾和精效過濾,前者過濾完水中的大顆粒雜質,后者再進行精細處理,過濾出的水能達到純凈水的水質標準,從而確保完全回灌?!?/span>
加大勘查,給予支持,地熱能發(fā)展仍需再“扶”一把
從資源優(yōu)勢看,相比傳統能源,地熱能更清潔,符合能源綠色低碳轉型的總體要求,且不存在可再生能源“靠天吃飯”等問題,理應大力開發(fā)利用好。
“地熱能可以根據不同溫度實現梯級利用。以中高溫地熱能較為豐富的云南大理彌渡縣為例,45攝氏度以下的地熱能可開發(fā)溫泉、洗浴等康養(yǎng)產業(yè);45到60攝氏度可作供暖使用;60到90攝氏度左右,供暖利用后的能量能用于溫室養(yǎng)殖等。而90攝氏度以上的地熱能則可用作清潔發(fā)電,溫度越高,發(fā)電效益越高,經濟性越好?!蔽鞑氐責岙a業(yè)協會會長王善民說。
不過,從實際情況看,盡管中國地熱資源豐富,地熱直接利用規(guī)模在全球居首位,但在發(fā)電領域,國內地熱能發(fā)電裝機容量僅超過50兆瓦,在全球占比不足1%。與風、光等可再生能源裝機規(guī)模相比,50兆瓦這個數字“渺小”許多。
“一方面,我國的高溫水熱型資源主要分布在滇西、藏南等地區(qū),不屬于電力主要消納地,豐富的地熱資源難以用于發(fā)電,造成資源損失。另一方面,國內仍缺乏明確的地熱能上網電價扶持等政策,限制了地熱能發(fā)電的發(fā)展?!蹦暇┨旒幽茉纯萍加邢薰緢?zhí)行總裁鄧壯說,“作為國內較早涉足地熱能發(fā)電領域的企業(yè),我們已經擁有較為成熟的地熱能發(fā)電技術和相關裝備,在海外也布局了地熱能發(fā)電項目。但受限于上網電價等扶持政策不明,國內地熱能商業(yè)發(fā)電處于停滯狀態(tài),很多企業(yè)也仍在觀望。”
實際上,促進地熱能發(fā)展近年被頻頻寫入相關能源發(fā)展規(guī)劃?!丁笆奈濉笨稍偕茉窗l(fā)展規(guī)劃》提出,積極推進地熱能規(guī)?;_發(fā)。積極推進中深層地熱能供暖制冷,全面推進淺層地熱能開發(fā),有序推動地熱能發(fā)電發(fā)展。國家能源局發(fā)布的《關于促進地熱能開發(fā)利用的若干意見》指出,到2025年,全國地熱能供暖(制冷)面積比2020年增加50%,在資源條件好的地區(qū)建設一批地熱能發(fā)電示范項目,全國地熱能發(fā)電裝機容量比2020年翻一番。
“推動地熱能產業(yè)化發(fā)展,尤其是推動地熱能發(fā)電領域發(fā)展,既要加大對勘查、鉆井方面的支持,加強對地熱能資源分布及應用的認識,也要做好相關技術攻關,在理論、關鍵技術和裝備方面實現突破。同時,還需加強相關政策保障,比如明確地熱能發(fā)電上網電價補貼政策,加快探礦權、采礦權許可認證等,確保企業(yè)‘輕裝上陣’,帶動產業(yè)發(fā)展,為能源保供和綠色轉型貢獻地熱力量?!钡責崮芸茖W技術(大理)研究院院長張大偉說。(記者 廖睿靈文/圖)
責編:kevin