傾力發(fā)展地熱能 開辟增長新空間

孫旸 楊辰 李奕檣

地熱能是綠色低碳、可持續(xù)利用的清潔可再生能源，具有儲量大、分布廣、清潔環(huán)保、穩(wěn)定可靠等特點。可作用于供暖、制冷、發(fā)電、農(nóng)業(yè)反季節(jié)種植、水產(chǎn)養(yǎng)殖、工業(yè)食品加工、木材烘干、溫泉康養(yǎng)等。打造地熱能新興產(chǎn)業(yè)，對開辟實體經(jīng)濟增長新空間、提升人民生活水平具有重大意義。

一、地熱能資源豐富，開發(fā)利用前景廣闊

1、地熱資源豐富便捷

我們居住的地球宛如一個大熱水瓶，外涼內(nèi)熱。地球淺表的巖土體、地下水、地表水是一個巨大的太陽能集熱器，收集了47%的太陽能量。在距地面25千米至50千米的地球深處，溫度為200℃至1000℃。在地殼最上部的十幾千米范圍內(nèi)，地層的深度每增加30米，地層的溫度升高約1℃；在地下15千米至25千米之間，深度每增加100米，溫度上升1.5℃。

據(jù)估算，儲存于地球內(nèi)部的熱量約為全球煤炭儲量的1.7億倍，目前在地下3千米以內(nèi)可供開采的地熱相當于2.9萬億噸煤燃燒時釋放的全部熱量。全球可采地熱資源量為每年500×109GJ，超過當今全球年均一次能源消耗的總量。如果按照現(xiàn)有動力消耗的速度，完全只消耗地下熱能，即便使用4100萬年后，地球的溫度也只降低1℃。

地熱能平均能源利用效率高達73%，是風電的3至4倍，太陽能的4至5倍，生物質(zhì)能的1.5倍。且能完全、連續(xù)、穩(wěn)定地供應(yīng)。

地熱能主要分為淺層地熱能（埋深200米以內(nèi)）、中深層地熱能（又稱水熱型地熱能，埋深200米至3000米）、干熱巖地熱能（埋深3000米至10000米）。

我國地熱資源約占全球資源量的六分之一。其中，淺層地熱能資源量每年相當于95億噸標準煤，336個主要城市淺層地熱能每年可采資源量折合7億噸標準煤，可實現(xiàn)供暖（制冷）建筑面積320億平方米；中深層水熱型地熱能每年可采資源量折合18.65億噸標準煤；干熱巖地熱能資源量約為856萬億噸標準煤，其中埋深在5500米以淺的資源量約106萬億噸標準煤。

2、地熱能產(chǎn)業(yè)迅速興起

據(jù)《中國地熱能發(fā)展報告（2018）》顯示，我國淺層地熱能、中深層地熱能直接利用分別以年均28%、10%速度增長，連續(xù)多年位居世界第一，在山東等地已陸續(xù)形成一個新興產(chǎn)業(yè)。截至2020年底，我國地熱能供暖（制冷）面積累計達到13.9億平方米，位居世界第一。每年可替代標準煤4100萬噸，減排二氧化碳1.08億噸。其中，淺層地熱源熱泵供暖（制冷）面積約8.58億平方米，主要分布于河北、天津、黑龍江、吉林等地。上述北方地區(qū)的中深層地熱供暖面積累計達1.52億平方米左右。

3、技術(shù)進步日新月異

一是以美歐引領(lǐng)的地源熱泵技術(shù)迅速發(fā)展，以及我國地源熱泵技術(shù)國產(chǎn)化的普及，使得淺層地熱能開發(fā)利用迅速發(fā)展，目前，我國地源熱泵裝機容量已達2萬兆瓦以上，位居世界第一；二是水熱型地熱能開采及回灌技術(shù)的日益成熟，推動我國水熱型地熱能直接利用以年均10%的速度增長，連續(xù)多年位居世界首位;三是美德法日等國在干熱巖型地熱能勘查評價、熱儲改造和發(fā)電試驗等方面取得了重要進展。我國雖然起步較晚，但在青海共和盆地3705米深處鉆獲236℃的干熱巖體，未來有望在干熱巖型地熱能開發(fā)技術(shù)方面取得突破;四是用于地熱能勘探開發(fā)的地球物理、鉆井、熱泵、換熱等一系列關(guān)鍵裝備日趨成熟，我國已成功研制萬米鉆機，可用于地熱能鉆井工程。

二、貴州省具備打造地熱能產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢

1、資源豐富

貴州省淺層地熱能資源量每年相當于2.1億噸標準煤，可供建筑供暖（制冷）面積229億平方米。中深層地熱能資源量每年相當于7994萬噸標準煤，可供建筑供暖（制冷）面積8.84億平方米。

2、開發(fā)條件較為優(yōu)越

相較于北方地區(qū)，貴州省地熱能資源具有獨特優(yōu)勢：一是熱導(dǎo)率高。貴州省行政區(qū)內(nèi)73.6%的面積為碳酸鹽巖地層分布區(qū)，地層巖性以灰?guī)r、白云巖為主，巖土體導(dǎo)熱性好、換熱能力強，淺層地熱初始平均溫度一般為15℃至18℃，屬于地溫場高值區(qū);二是再生能力強。貴州省地下水資源豐富，徑流速度快，有利于巖土體的導(dǎo)熱及換熱，地熱資源質(zhì)量優(yōu)，地熱能利用效率高;三是經(jīng)濟性好。從貴州省地質(zhì)科技園、北京泰利銅仁市多個地熱能項目投資運行情況的技術(shù)經(jīng)濟比較來看，貴州省許多市、縣級城市的投入產(chǎn)業(yè)比高出北方地區(qū)約15%以上。

3、市場需求較大

貴州省大部分地區(qū)冬季濕冷，居民清潔供暖需求強烈，同時，一些市、州夏季炎熱，也存在大量制冷需求。地熱能集中供熱（制冷），有利于發(fā)揮規(guī)模效益，節(jié)省投資和運營成本，提高人民群眾生活質(zhì)量，特別是在一些新建小區(qū)、集中辦公區(qū)、學校、醫(yī)院、工業(yè)園區(qū)、農(nóng)業(yè)園區(qū)、城鎮(zhèn)商業(yè)區(qū)等，地熱能的持續(xù)穩(wěn)定、綠色環(huán)保、低成本等更具有市場優(yōu)勢，從而具有較大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

4、有較大增長空間

目前貴州省已建成的淺層地熱能及水熱型地熱能開發(fā)利用項目60余處，供暖（制冷）面積約1100萬平方米，僅占貴州省每年可供開發(fā)資源量的5%，占全國年度開發(fā)利用量的0.03%，與居全國首位的山東（截至2018年，該省地熱供暖[制冷]面積逾1億平方米）相比，只有山東的11%。目前，貴州省已形成銅仁等地熱能開發(fā)利用新型商業(yè)模式，能源央企對參與貴州地熱能產(chǎn)業(yè)發(fā)展意愿強烈，發(fā)展條件日益成熟。

三、貴州省打造地熱能產(chǎn)業(yè)前景可觀

如果貴州省“十四五”地熱能發(fā)展速度提高到目前全國的平均水平，預(yù)計到2025年，貴州省地熱能采暖（制冷）面積將達1500萬平方米左右。相應(yīng)可新增直接投資約80億元，新增產(chǎn)值約20億元，直接就業(yè)及拉動就業(yè)2萬人左右。如果2035年前后貴州省地熱能采暖（制冷）面積能達到1億平方米，則可帶來新增投資約500億元，新增產(chǎn)值約200億元，直接就業(yè)及拉動就業(yè)10萬人左右。同時可吸引全國優(yōu)強地熱能企業(yè)、先進技術(shù)人才，促進居民生活質(zhì)量大幅提升，對節(jié)能減排，碳達峰碳中和做出貢獻。

四、積極支持地熱能產(chǎn)業(yè)發(fā)展

1、做好規(guī)劃，推動實施

“十五五”規(guī)劃編制工作即將啟動，要把地熱能發(fā)展作為規(guī)劃的重要內(nèi)容進行謀劃。除了發(fā)展的方向、目標、措施，還應(yīng)找準路徑，鼓勵淺層地熱能與中深層地熱能供熱（制冷）協(xié)同發(fā)展，積極推廣集地熱與天然氣、風電、光伏等其他可再生能源形成多能互補、智能運維的綜合能源發(fā)展模式。要以項目為抓手，在貴州省范圍內(nèi)因地制宜、積極謀劃集近、中、遠期為一體的地熱能項目。積極推進一批示范工程，引進培育一批市場主體，在成熟的地區(qū)再推出一批市場化項目。

2、給予支持保障

一是以加快形成貴州省地熱能戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)為目標，以問題為導(dǎo)向，消除一些地方存在的多頭管理、無序競爭、破壞環(huán)境等現(xiàn)象，指導(dǎo)貴州省地熱能產(chǎn)業(yè)規(guī)范健康發(fā)展；二是制定標準規(guī)范指引產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展，針對地熱開發(fā)過程中出現(xiàn)的一些失敗工程案例，淺層地熱能供熱和制冷過程中的熱平衡和冷堆積問題，中深層地熱能的地熱水回灌問題，應(yīng)參照有關(guān)省區(qū)做法，在總結(jié)技術(shù)和管理成功經(jīng)驗基礎(chǔ)上，提煉總結(jié)出一套可推廣復(fù)制的行業(yè)技術(shù)標準與規(guī)范，用以指導(dǎo)貴州省實踐。

3、整合資源、形成推動合力

一是建立高效的推進工作機制。建立市場化項目公平公開競爭、項目建設(shè)與運行監(jiān)測管理順暢的運行機制，以及分管領(lǐng)導(dǎo)統(tǒng)一協(xié)調(diào)，由一個部門牽頭，多部門分工協(xié)作的管理機制；二是用好國家和貴州省的老舊小區(qū)改造、煤改氣、煤改電，以及電力、燃氣市場化交易等新政策，將地熱供暖（制冷）納入城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，在市政工程、 建設(shè)用地、用水、用電、用氣價格等方面給予地熱能開發(fā)利用政策支持；三是整合事業(yè)單位力量，開展地熱能資源評價、標準規(guī)范制定、重大項目后評估、地熱利用信息收集與環(huán)境監(jiān)測等有關(guān)工作；四是鼓勵貴州省內(nèi)具備實力的國有企業(yè)、省外優(yōu)強企業(yè)和民營企業(yè)進入地熱能產(chǎn)業(yè)，推廣地熱能勘探、設(shè)計、建造以及運營一體化開發(fā)等模式。

作者簡介：

孫旸：貴州烏江水電開發(fā)有限責任公司構(gòu)皮灘發(fā)電廠，工程師。

楊辰：中國電建集團貴州電力設(shè)計研究院有限公司，工程師。

李奕檣：貴州省人民政府參事、貴州省能源局原一級巡視員、民建省委原專職副主任，高級經(jīng)濟師。