雙碳目標下地熱資源開發(fā)利用的機遇與挑戰(zhàn)

范琦 趙存法 田蓉

摘 要：全球氣候變化形勢嚴峻，中國宣布碳達峰、碳中和的目標和愿景之后，我國能源行業(yè)將步入結構調整的加速期，以地熱能為代表的可再生能源逐漸走到舞臺中央。在政府和市場的雙重推動下，未來將進一步促進地熱能的勘探開發(fā)，地熱利用必將進入一個飛速發(fā)展的時期，但挑戰(zhàn)與機遇并存。

關鍵詞：地熱能;碳達峰碳中和;氣候變化

氣候變化是人類面臨的全球性問題，隨著各國二氧化碳排放、溫室氣體猛增，對生命系統(tǒng)造成威脅。“雙碳”作為減緩和應對氣候變化的主要手段，其理念已經得到國際社會的普遍認同。在我國能源結構中， 化石能源占比約85%，要達到“碳達峰、碳中和”目標，就必須大力發(fā)展清潔能源。

1發(fā)展機遇

地熱能作為一種清潔的可再生能源，在使用過程只是利用熱能或將熱能轉變?yōu)闄C械能，最大程度地降低了溫室氣體的產生。其具有穩(wěn)定、儲量大、分布廣泛等特點，在建筑供熱領域受到廣泛關注。要實現(xiàn)雙碳目標， 節(jié)能、提效問題首當其沖。一是產業(yè)結構調整，例如鋼鐵、水泥等工業(yè)， 建筑、交通等能源消費部門要進行改造，節(jié)能減排是關鍵。二是能源結構調整，要促進化石能源向非化石能源轉化，大力發(fā)展太陽能、風能、水電、地熱能等非化石能源。

地熱能與風能、水能等其他新能源相比，受外界因素影響小，是一種發(fā)展?jié)摿薮蟮目稍偕茉础Ｔ陔p碳背景下，地熱能作為一種極具競爭力的清潔可再生能源，將發(fā)揮日益重要的作用，未來有望成為能源結構轉型的新方向。

地熱資源的開發(fā)利用主要是熱和電，在新形勢下的需求空間日益增長。在地熱資源的熱利用方面，可以廣泛應用于民生、工業(yè)、農業(yè)、旅游和服務業(yè)等領域。現(xiàn)在不僅是北方居民冬季需要供暖，南方也開始重視并發(fā)展集中供暖以取代之前的分散供暖。在不給國家能源安全增加負擔，不給國家環(huán)境治理帶來壓力的出發(fā)點下，發(fā)展地熱供熱是理想的熱源選擇。因此可見，國家能源結構調整方向與地熱開發(fā)利用的技術經濟特點契合， 可以為地熱資源開發(fā)利用帶來新的機遇。

今年4月，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》表示，要求深化地熱資源勘查工作，全面推進淺層地熱能利用，大力推進中深層地熱能供暖，建設地熱能高質量發(fā)展示范區(qū)。《若干意見》提出了我國地熱能行業(yè)的宏偉發(fā)展目標：到2025年，各地基本建立起完善規(guī)范的地熱能開發(fā)利用管理流程，全國地熱能開發(fā)利用信息統(tǒng)計和監(jiān)測體系基本完善，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，到2035年，地熱能供暖（制冷）面積比2025年翻一番。可以預見，地熱能在“碳達峰碳中和”雙碳愿景下，迎來了發(fā)展繁榮的新機遇。

2我國地熱資源開發(fā)利用現(xiàn)狀及前景

我國是世界上地熱資源儲量較大的國家之一，尤其是中低溫地熱資源，廣泛分布于我國東南沿海、西南地區(qū)、膠東半島、遼東半島和大面積分布的沉積盆地。全國現(xiàn)有溫泉約2710余眼，地熱井約2239余眼，地熱田約275余處，地熱水開采量約3.5億m3/a，主要用于采暖、洗浴、醫(yī)療、旅游、養(yǎng)殖、種植以及發(fā)電等，為區(qū)域社會經濟發(fā)展做出了重要貢獻。

目前，我國地熱資源主要應用于以下方面：（1）地熱發(fā)電。我國擁有150℃以上高溫水熱系統(tǒng)的溫泉區(qū)近百處，主要集中分布于藏滇地熱帶和臺灣地熱帶。我國地熱電站總裝機容量達到32.08MW，實際生產電力容量為25.78MW。（2）我國中低溫地熱直接利用主要在地熱供暖、醫(yī)療保健、洗浴和旅游度假、養(yǎng)殖、農業(yè)溫室種植和灌溉、工業(yè)生產、礦泉水生產等方面。并逐步開發(fā)了地熱資源梯級利用技術、地下含水層儲能技術等。目前，在全國地熱水利用方式中，供熱采暖占18%，醫(yī)療洗浴與娛樂健身占65.2%，種植與養(yǎng)殖占9.1%，其他占7.7%。（3）淺層地熱能供暖或制冷。目前全國31個省市區(qū)均有淺層地熱能開發(fā)利用工程項目，80%的項目集中在華北和東北南部地區(qū)。336個地級以上城市淺層地熱能資源年可開采量折合標準煤7億噸，可實現(xiàn)建筑物供暖制冷面積320億m3。（4） 干熱巖型地熱能是未來地熱能發(fā)展的重要領域。相比而言中國起步較晚， 2017年在青海共和盆地3705米深處鉆獲236℃的干熱巖體，是中國在沉積盆地區(qū)首次發(fā)現(xiàn)高溫干熱巖型地熱能資源。通過深入試驗研究，未來有望在干熱巖型地熱能開發(fā)技術方面取得突破，可推動中國地熱能發(fā)電及梯級高效利用產業(yè)集群較快發(fā)展。

為推動我國地熱能資源開發(fā)利用和保護，提高地熱資源利用效率， 切實增強國家能源保障能力，今后工作方向如下：（1）進一步加大地熱資源勘查投入，開展全面調查，查明資源量，劃分類型，進行資源評價（對全國各地質構造單元、各大盆地的基礎地質、地層、巖漿巖體、地質構造、構造活動性、水文地質條件、熱源、水源補給條件、儲層、蓋層條件、水化學類型、水質條件進行系統(tǒng)分析，對地熱資源資源量進行評價）。（2）進一步開展地熱資源開發(fā)利用示范工程，加強綜合利用，梯級利用，充分發(fā)揮資源效率。（3）進一步加強科研、教學、企業(yè)單位緊密結合，共同進行地熱資源基礎研究與技術開發(fā)工作，充分發(fā)揮各行各部門積極性和技術優(yōu)勢。

3面臨的挑戰(zhàn)

碳達峰、碳中和事關中華民族永續(xù)發(fā)展和構建人類命運共同體，是中國經濟社會高質量發(fā)展的戰(zhàn)略目標和內在要求，是推進能源革命、促進人類文明進步的抓手，更是一場廣泛而深刻的經濟社會發(fā)展方式系統(tǒng)性變革。在看到機遇的同時，必須意識到地熱資源開發(fā)利用面臨的挑戰(zhàn)也是客觀存在的。

首先，我國地熱勘查雖有一定的基礎，但勘查程度不高，資源分布規(guī)律、資源量不十分清楚，開發(fā)地熱帶有一定的盲目性，地熱井布井和鉆探施工帶有較大的風險，應加強基礎地質和地熱資源規(guī)律的研究，提高地熱勘查的成功率。

其次，地熱產業(yè)化發(fā)展基礎薄弱，技術水平有待全面提升。地熱利用在我國具有悠久的歷史，但是之前的應用主要集中在初級的原始利用方面，技術含量比較低。之前水熱型地熱開發(fā)由于不重視回灌技術的應用， 使得很多地熱開發(fā)利用不可持續(xù)。應該按照“政府主導、統(tǒng)一開發(fā)”的原則，從政府層面規(guī)范地熱資源的依法開發(fā)，加大追責力度，妥善解決地熱無證勘查開采的問題，為地熱資源實施統(tǒng)一管理、統(tǒng)一勘查、統(tǒng)一開發(fā)徹底解決地熱尾水隨意排放等問題提供組織保障。通過制定地熱開發(fā)管理條例，加強地熱回灌，推進地熱綜合利用。

再次，地熱產業(yè)運行的標準化程度還不夠高，“無法可依”影響到行業(yè)發(fā)展質量。盡管目前業(yè)界推出并應用了一系列標準規(guī)范文件，標準化工作在緊鑼密鼓地予以推動，但距離系統(tǒng)產業(yè)化的要求還有距離。標準缺失導致地熱開發(fā)利用處于“灰色地帶”，自然也容易產生質量問題。

最后，為促進未來地熱能建筑供熱技術科學研究和工程技術的發(fā)展和完善，針對地熱能利用實際工程開展系統(tǒng)詳實、準確充分的工程應用長期數據監(jiān)測至關重要。未來需要完善地熱能開發(fā)利用技術相關技術標準，提升施工質量和技術口碑，為更多企業(yè)創(chuàng)造廣闊的市場空間。

結束語：隨著我國經濟建設穩(wěn)步發(fā)展，城市化不斷推進，地熱資源作為一種清潔、無污染、可再生的能源，科學的開發(fā)利用好對緩解能源壓力、節(jié)能減排、保護生態(tài)環(huán)境，具有十分重要的意義。也可為建筑供熱領域注入新活力，助力碳達峰、碳中和目標盡快實現(xiàn)。

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