新時代科技創(chuàng)新推動地熱開發(fā)科學高效發(fā)展

□ 文| 董繼田

新的歷史條件下，清潔、高效、低碳、多元化正成為全球能源的發(fā)展方向，主要發(fā)達經(jīng)濟體都非常關(guān)注新能源，并將其列為作為推動高質(zhì)有效發(fā)展的重點。地熱資源開發(fā)是集技術(shù)、人才與資金的密集型新興產(chǎn)業(yè)，如何把科技創(chuàng)新融入地熱產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展是值得認真思考的新命題。

科技創(chuàng)新與地熱開發(fā)的密切聯(lián)系

1.科技創(chuàng)新是地熱開發(fā)利用的重要組成部分。科技創(chuàng)新，是原創(chuàng)性科學研究和技術(shù)創(chuàng)新的總稱，是指創(chuàng)造和應(yīng)用新知識和新技術(shù)、新工藝，采用新的生產(chǎn)方式和經(jīng)營管理模式，開發(fā)新產(chǎn)品，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提供新服務(wù)的過程。科技創(chuàng)新可以被分成三種類型：知識創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新和現(xiàn)代科技引領(lǐng)的管理創(chuàng)新。地熱資源是蘊藏在地球內(nèi)部的能源形式，賦存于巖土體、流體和巖漿體之中。地熱資源早在4000多年前已被人類開發(fā)利用，隨著地質(zhì)熱力學、石油開采評價和鉆井學科以及工程、能源管理科學等領(lǐng)域科研進展的發(fā)展，以及能源面向社會發(fā)展新要求，特別是在能源消費利用和防污治霾的背景下，地熱資源的開發(fā)得到了世界各國的高度關(guān)注,在科技創(chuàng)新方面取得突飛猛進的發(fā)展。地熱能在冬季供暖、夏季制冷，醫(yī)學保健康養(yǎng)、農(nóng)業(yè)種植及養(yǎng)殖，以及發(fā)電和稀有礦物質(zhì)提取等方面有著多種用途，并將帶動新興材料生產(chǎn)加工、整體裝備制造、運行和信息操控等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，引導生產(chǎn)、消費和就業(yè)模式的轉(zhuǎn)變，進而推動經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的調(diào)整和升級。

2.技術(shù)創(chuàng)新是地熱面臨的主要瓶頸之一。通常將地熱資源分為淺層地溫能、水熱型地熱能和干熱巖型地熱能三種類型。開發(fā)地熱資源是獲取地熱能的重要工作過程，但開發(fā)地熱資源往往初期投資比較大，產(chǎn)生效益的周期長，特別是地熱能開發(fā)是一項系統(tǒng)性很強的工程，與其它類項目相比，其技術(shù)含量較高，需要能源開采利用、工程施工與創(chuàng)新、工藝管理等多學科交叉，包含著資源評價、地質(zhì)勘探、鉆井技術(shù)、回灌技術(shù)、梯級利用等多領(lǐng)域先進研究成果。與傳統(tǒng)能源相比,地熱能的儲存、生產(chǎn)均受限于地熱條件，其應(yīng)用均有分散性、波動性等特點，這也給地熱能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提出了挑戰(zhàn)。要實現(xiàn)地熱能產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化、科學化發(fā)展，就需要通過資源整合、科技創(chuàng)新、人力資本培育等各種手段來提升產(chǎn)業(yè)整體競爭力。如何針對地熱能高效、經(jīng)濟和可持續(xù)發(fā)展，從根本上解決項目本身面臨的不穩(wěn)定等風險，科技創(chuàng)新是這當中關(guān)鍵一環(huán)。

3.推動科技創(chuàng)新是實現(xiàn)地熱開發(fā)的有效途徑。目前的新能源體系中，與太陽能、風電、核能等其他新能源相比,地熱能領(lǐng)域的技術(shù)開發(fā)速度略顯滯后。具體表現(xiàn)在：地熱資源評價技術(shù)以熱儲法為主，存在精度不足、評價范圍狹窄等問題，影響了地熱資源總儲量的測算評估，從長期來看可能構(gòu)成地熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展的制約因素；地熱技術(shù)主要集中在淺層地熱應(yīng)用上，未能充分發(fā)揮地熱能在儲藏形式、儲藏量等方面的優(yōu)勢；資源利用技術(shù)方面存在瓶頸性難題，如水熱型地熱資源的梯級利用、管道堵塞處理、結(jié)垢清除、采灌平衡條件控制等技術(shù)還需要進一步攻關(guān)；缺少體系化技術(shù)開發(fā)應(yīng)用方案，制約了地熱能的推廣應(yīng)用與普及，這都需要通過技術(shù)創(chuàng)新解決發(fā)展瓶頸問題。

把科技創(chuàng)新融入地熱開發(fā)的原則

1.深刻把握新時代背景。長期以來,黨中央和國家都高度重視新能源事業(yè)的發(fā)展,將新能源提升到國家戰(zhàn)略的層面并提出了“四個革命、一個合作”的總體方針。根據(jù)這個方針,到2050年我國現(xiàn)有新能源產(chǎn)業(yè)將會取得質(zhì)的突破。屆時非化石能源在一次能源中所占比例將占據(jù)半壁江山,而在終端能源消費中電能比重也將達到這個水平。在巴黎聯(lián)合國氣候大會上，我國承諾到2030年碳排放將會達到峰值，較2005年碳排放強度或?qū)⑾陆?0%-65%。按照十九大報告，能源工業(yè)的發(fā)展在經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展中位置突出，我們還應(yīng)看到,能源產(chǎn)業(yè)也關(guān)系到“一帶一路”戰(zhàn)略的落實。要實現(xiàn)此類宏偉目標,以地熱為代表的新能源將起到有力的支撐作用。提升地熱能產(chǎn)業(yè)的競爭力,有助于推動新能源產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)高效增長,從而使國家能源結(jié)構(gòu)逐步得到優(yōu)化。

2.政府引導與市場機制相結(jié)合。按照“在開發(fā)中保護，在保護中開發(fā)”的原則，充分發(fā)揮政府管理部門的職能作用，在全國開展地熱資源評估工作，摸清家底，建立地熱資源信息系統(tǒng)，提升自動化和信息化管理運營水平，不斷建立健全行業(yè)標準，強力實施地熱回灌，進一步完善地熱行業(yè)評價和認證體系。制訂和實施積極的財政和稅收政策，支持地熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展充分發(fā)揮市場作用，激發(fā)企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的主體活力，鼓勵社會資本進入地熱產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，進一步放開行業(yè)的市場準入，提高地熱企業(yè)產(chǎn)業(yè)專業(yè)化水平。

3.堅持問題導向和需求導向。技術(shù)創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展第一動力的基礎(chǔ)，目前我國地熱的整體行業(yè)處在起步階段，發(fā)展層次比較低，資源開發(fā)利用程度仍有提升空間。受制于地熱領(lǐng)域較低的技術(shù)水平、有限的施工手段等，我國現(xiàn)有的地熱資源難以充分開發(fā)，利用水平很低。地熱能有廣泛的用途，在地熱+其他清潔能源模式的帶動下更顯示它的應(yīng)用廣闊性。在防污治霾的大背景下，人民群眾對清潔能源用能需求多樣，而地熱整體利用方式仍以供暖、洗浴為主，結(jié)構(gòu)單一。只有擴大地熱資源應(yīng)用領(lǐng)域和范圍，并建立并完善梯級利用技術(shù)體系，不斷延長地熱能利用技術(shù)鏈，才能更好地滿足人民群眾對美好生活的向往，為促進綠色發(fā)展提供更準確的著力點，更豐富的空間。

4.自主創(chuàng)新與國際合作相結(jié)合。地熱資源先天的投資大、周期長、風險高特征，意味著要發(fā)展好地熱能，必須通過整體規(guī)劃、先進技術(shù)引進、項目示范推廣、政策優(yōu)惠等方式才能促進地熱資源在科學、高效的軌道上發(fā)展。目前，我國地熱資源開發(fā)利用規(guī)模化不高、產(chǎn)業(yè)化水平單一，在生產(chǎn)布局上分布不合理；開發(fā)企業(yè)往往技術(shù)力量薄弱、受制于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)經(jīng)營還比較粗放、地熱開發(fā)門檻比較低，相互間競爭無序，資源浪費還很嚴重。目前美國、新西蘭、冰島、菲律賓等國家掌握著地熱發(fā)電、梯級利用、高效運行等方面的技術(shù)。只有加強國際間技術(shù)、資金和資源的交流合作，我國才能更好地分享其他國家在地熱研究和利用中的技術(shù)。

通過科技創(chuàng)新實現(xiàn)地熱高效開發(fā)的措施

完善產(chǎn)業(yè)規(guī)劃

在國家出臺的《能源法》《新能源產(chǎn)業(yè)振興和發(fā)展規(guī)劃》等法律、法規(guī)和重要規(guī)劃的基礎(chǔ)上，考察先進國家的地熱開發(fā)管理經(jīng)驗，制定集產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向、產(chǎn)業(yè)政策、法律法規(guī)、監(jiān)督管理于一體的一攬子長遠發(fā)展規(guī)劃和政策。厘清中央和地方、部門在能源、財政、工商稅務(wù)等方面的管理責任，提升地熱能產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面的協(xié)同效應(yīng)。同時，在地熱技術(shù)路線的規(guī)劃上，根據(jù)各地資源賦存和產(chǎn)業(yè)融合現(xiàn)狀，因地制宜，進行戰(zhàn)略性部署，編制不同類型地熱+其他清潔能源供熱技術(shù)共同協(xié)作路徑，促進各個技術(shù)應(yīng)用區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展，實現(xiàn)干熱巖地熱發(fā)電在探索基礎(chǔ)上大發(fā)展。

加強專業(yè)人才培養(yǎng)

深入了解調(diào)研地熱產(chǎn)業(yè)人才結(jié)構(gòu)，落實地熱人才培養(yǎng)培訓方案。橫向整合地熱產(chǎn)業(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)高端人才，打造產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)和重要科研的領(lǐng)軍人才，發(fā)揮政府、企業(yè)、高校、科研機構(gòu)等各方面的協(xié)同作用，通過加強合作合力培養(yǎng)技術(shù)中堅力量。進一步統(tǒng)籌做好基層一線人員技術(shù)工藝的普及培訓工作，改善提升一線人員的技能素養(yǎng)及操作運維能力。發(fā)揮政府的引導作用，積極將企業(yè)、高等院校、科研機構(gòu)在用人機制上的壁壘打通，推動在人才管理體制上做到機制靈活多樣、管理科學規(guī)范、激勵措施完善有效，進一步調(diào)動地熱隊伍的主動性與創(chuàng)造性。另外，另外還可以從地熱技術(shù)先進的國家有計劃、有步驟地引進地熱開發(fā)人才，吸收全球智力資源為我所用，為我國地熱產(chǎn)業(yè)提供有力智力支持。

在地熱關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域進行突破

著力開展干熱巖地熱資源前瞻研究和利用，加快中深層地熱資源開發(fā)，發(fā)揮干熱巖技術(shù)引領(lǐng)和中深層強力支持優(yōu)勢。一是盡快開啟針對干熱巖的技術(shù)研究。干熱巖的發(fā)展前景良好，其熱能蘊藏量大、溫度高、系統(tǒng)穩(wěn)定的特點極具吸引力。目前，世界上許多國家都開始了針對干熱巖的試驗和研究，而我國對干熱巖的勘查開發(fā)利用總體還處于空白。盡快開啟針對干熱巖的技術(shù)研究，攻克相關(guān)技術(shù)難題，使干熱巖中的熱能得到充分合理利用，將對我國能源結(jié)構(gòu)調(diào)整起到質(zhì)的改變。二是應(yīng)加速中低溫地熱資源的技術(shù)總結(jié)和推廣。總體上我國中低溫地熱資源的開發(fā)利用程度相對較差，高溫地熱資源無論是在直接利用還是在地熱發(fā)電中都更受偏愛，而我國中低溫地熱資源更為普遍且潛力巨大。應(yīng)加速推進針對中低溫地熱資源的相關(guān)技術(shù)研究，并參考諸如熱伏中低溫發(fā)電等國際前沿的技術(shù)原理，力求充分合理的利用我國中低溫地熱資源。

加強政策保障

制定扶持政策，帶動行業(yè)發(fā)展。地熱資源作為綠色環(huán)保新能源，具有初期投資大、風險高、成本收益慢等特點，嚴重制約著地熱行業(yè)的發(fā)展。因此，需要國家在鼓勵開發(fā)利用綠色能源的同時，建立完善相關(guān)的法律法規(guī)，出臺具有針對性的扶持政策，帶動地熱行業(yè)的發(fā)展。對利用地熱資源進行供暖、發(fā)電、種植或養(yǎng)殖的企業(yè)和單位加大優(yōu)惠政策傾斜，并給與一定程度的財政支持，調(diào)動相關(guān)企業(yè)和單位的自主性和積極性，使得整個地熱行業(yè)不斷向前發(fā)展和進步。