本刊記者 王一冰
9月15日至17日,2023年世界地熱大會在北京國家會議中心成功舉辦。這是我國首次承辦此項國際盛會,由國家地熱能中心主辦,中國石化承辦,以“清潔地熱、綠色地球”為主題,聚焦全球地熱領域發展熱點趨勢,共同分享全球地熱能開發科技和創新成果,推動全球地熱產業發展,守護綠色地球。
大會主旨報告環節,我國首次發布地熱能國家主旨報告——《中國地熱產業高質量發展報告》。大會同時發布《世界地熱發電進展》和《世界地熱供暖制冷進展》權威報告。國際地熱協會在會上面向全球發布《中國地熱供暖推薦做法》行業標準,這是全球地熱領域發布的第一項行業標準。會上還發布了《北京宣言》,為全球地熱行業提出了可持續發展的原則和建議。短短3天,來自全球五大洲54個國家的1400余名地熱界人士齊聚于此,探討交流全球地熱資源領域政、產、學、研的最新研究成果和最新進展,加速推動可再生能源發展,共同應對全球氣候變化與挑戰。

中國石化在河北雄縣成功打造了我國第一個地熱供暖“無煙城”,在雄安新區的供暖能力已經超過1000萬平方米。圖為河北雄安新區白洋淀航拍圖。新星公司 供圖
地熱資源通常指能夠經濟地被人類所利用的地球內部的地熱能、地熱流體及其有用組分。地熱資源儲量大、分布廣,具有清潔環保、穩定性好、可循環利用、用途廣泛等特性,是一種現實并具有競爭力的可再生能源,全球地熱能資源量是煤炭資源量的數萬倍,目前年直接利用量為28.4萬吉瓦時,折合1億多噸標準煤。
全球地熱資源豐富,可滿足人類數十萬年的能源需求,資源分布廣泛但不均衡,具有明顯的規律性。資源分布豐富地區,約有50余個國家進行地熱能開發利用,數量呈逐年遞增趨勢,開發利用范圍涵蓋地熱發電、地熱供暖、溫室利用、工業加熱等領域,并且各領域開發利用量每年不斷增長。目前,地熱能開發利用已經成為新能源利用的主要方式之一。
地熱開發利用主要可以分為直接利用和地熱發電兩個方面。
直接利用指的就是溫泉、供暖制冷、農業養殖等非發電端的利用。截至2020年底,全球地熱直接利用裝機容量約為10.8萬兆瓦,比2015年增長了52%,年均增長率為8.7%;利用熱量比2015年增長了72.3%,年均增長率約為11.5%。
關于供暖(制冷)這一發展路徑,《世界地熱供暖制冷進展》報告指出,截至2022年底,全球供熱和制冷熱能裝機容量相當于1.73億千瓦時,比2020年增加了60%,最大的利用領域是建筑物的供暖和制冷,其次是健康娛樂和旅游、農業和食品加工。其中,中國的增長最為顯著。2022年全球使用的地熱熱能為1476拍焦(410兆瓦時),比2020年增加了44%。

圖1 1995-2020年地熱能直接利用裝機容量和年利用熱量
地熱發電也是地熱利用的重要方式。2020年全球地熱發電累計裝機容量達到1.59萬兆瓦,年發電量約951億千瓦時。相關機構預測,到2050年全球地熱發電裝機總量將達到1.4億千瓦,屆時地熱發電占全球電力市場的份額可能提升至8.3%,為世界17%的人口提供服務。

圖2 2020年世界十大地熱發電國裝機容量排行
全球范圍看,冰島、美國、中國、日本、新西蘭、意大利、菲律賓、肯尼亞等國家都蘊藏著豐富的地熱資源。

9月15日至17日,2023年世界地熱大會在北京國家會議中心成功舉辦,大會以“清潔地熱、綠色地球”為主題。 胡慶明 攝
冰島是全球地熱供暖最先進的國家,上世紀90年代該國首都雷克雅未克已實現100%地熱供暖,成為全球第一個無煙城。截至2020年,冰島區域供暖開發利用地熱能裝機容量為1650兆瓦/時,年開發利用量為24604TJ(太焦耳),供暖面積覆蓋全國建筑面積的90%。冰島以嚴格的管理促進地熱產業規模化發展,形成了完整而嚴格的法律體系確保地熱資源科學開發利用。
中國與冰島的地熱雙邊合作由來已久。9月15日,冰島總理雅各布斯多蒂爾在2023年世界地熱大會開幕式上視頻致辭表示,中國與冰島的地熱雙邊合作可以追溯到40多年前,政府間合作取得了重要成果。中石化綠源地熱能開發有限公司向中國70多個市(縣)提供地熱清潔供暖,已成為全球最大的地熱能開發利用企業,充分說明基于地熱的綠色轉型是可行的且能增進人民福祉。隨著科技的不斷進步,地熱可為全球發電及城市供暖和制冷作出更大貢獻。世界地熱大會在國家、企業和人員之間搭建橋梁,要重點關注清潔能源轉型,建立更加緊密的國際合作關系。
美國是全球地熱發電裝機容量最大的國家,總裝機容量達3700MW(兆瓦),項目主要分布于加利福尼亞州、夏威夷州、愛達荷州、內華達州、新墨西哥州、俄勒岡州和猶他州等。從20世紀70年代通過《地熱蒸汽法》以來,美國聯邦政府和地方州政府先后出臺一系列經濟財稅、技術研發等方面的扶持政策。
中國地熱資源分布廣泛、種類繁多、儲量豐富,發展潛力巨大。近年來,世界地熱大會公布的地熱能直接利用數據表明,2000年以來中國一直穩居世界第一位。2021年世界地熱大會公布的數據顯示,中國地熱直接利用裝機規模在全球占比達37.7%,利用熱量占世界總量的43.4%。地熱產業的規模化、快速發展將為中國實現碳達峰、碳中和起到積極助力作用。
在2023年世界地熱大會開幕式致辭環節,國家能源局局長章建華表示,當前中國能源轉型不斷向縱深推進,包括地熱能在內的可再生能源發展進入了大規模、高質量躍升的新階段。地熱在我國能源低碳轉型中表現出蓬勃的生命力,國家能源局高度重視地熱能開發利用管理,我們應攜起手來堅定不移推動地熱能等可再生能源的發展,匯聚起合作共贏的偉力,加快地熱產業高質量發展,促進人與自然和諧共生。
中國地熱資源豐富,地熱資源量約占全球的六分之一。據《中國地熱產業高質量發展報告》顯示,中國地熱資源主要分為三類:淺層地熱資源、水熱型地熱資源和干熱巖型地熱資源。
淺層地熱資源在全國范圍內分布較廣泛,主要分布在中東部省份,包括北京、天津、河北、山東、河南、遼寧、上海、湖北、湖南、江蘇、浙江、江西、安徽等13個省(市)。
中國水熱型地熱資源非常豐富,已發現出露溫泉2334處,在冊地熱開采井5818眼。根據中國地質調查局區域地熱調查成果顯示,我國水熱型地熱資源折合標準煤1.25萬億噸,每年可開采量折合標準煤18.65億噸。
干熱巖型地熱資源通常與水熱型地熱資源相伴而生,位于其下部或旁側,分布范圍較廣,在我國大部分含油氣盆地及近現代構造活動強烈區均有發育。中國地質調查局數據顯示,中國陸區地下3000米至1萬米范圍內干熱巖型地熱資源量折合標準煤856萬億噸。根據國際干熱巖行業慣例,以其2%作為可開采資源量計,約為2022年我國全年能源消費量的3200倍,地熱資源利用潛力巨大。
在清潔供暖需求的強烈作用下,中國逐漸形成了以供暖(制冷)為主的地熱發展路徑,帶動中國地熱直接利用多年穩居世界第一,為國際地熱發展提供了新思路。截至2021年底,中國地熱供暖(制冷)能力達到13.3億平方米,其中水熱型地熱供暖能力5.3億平方米,淺層地熱供暖(制冷)能力8.0億平方米;溫泉年利用能力6665兆瓦,地熱農業年利用能力1108兆瓦。未來幾年,中國北方地區地熱清潔供暖、長江中下游地區地熱供暖(制冷)、青藏高原及其周邊地熱發電仍將是產業發展熱點。但中國地熱發電受資源稟賦及政策影響一直發展緩慢,截至2021年底,中國實際運行的地熱發電裝機容量只有16兆瓦。
中國石化作為我國最大地熱開發企業,持續發揮引領作用,在河北雄縣成功打造了我國第一個地熱供暖“無煙城”,在雄安新區的供暖能力已超過1000萬平方米,支持雄安新區打造全球地熱利用樣板。將地熱科技研發與生產實際相結合,創建了世界上第一個地熱供暖CDM方法學,創新形成集地熱勘探等技術于一體的六大核心技術體系,填補了國內空白。目前,中國石化擁有地熱資源開發利用重點實驗室1個,技術專利130余項,地熱業務已輻射11個省(區市)60多個城市,其中地熱供暖能力超百萬平方米的城市已達22座。預計今年底中國石化地熱供暖能力將突破1億平方米,迎來重大進展。近日,中國石化部署在海口的我國最深地熱科學探井——福深熱一井已順利開鉆,有望實現我國干熱巖資源勘探開發的新突破。
下一步,中國石化將充分發揮優勢,全力推動地熱產業標準化、規模化、品牌化發展,與全球地熱界深化合作,共同推動地熱產業高質量發展。