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机遇与挑战并存 地热能须加强顶层设计

2020-03-04 12:20  来源:中国科学报  浏览:  

2017年,国家发展改革委、国土资源部及国家能源局共同编制的《地热能开发利用“十三五”规划》正式发布。这是我国首个地热能开发利用的五年规划,被认为开启了中国地热产业的“第二个春天”。

2020年是“十三五”规划的收官之年,也是“十四五”启航的奠基之年。在这个继往开来的时刻,中国的地热能发展取得了哪些成绩,未来又该往何处去?针对这一命题,《中国科学报》专访了中国科学院院士、中国科学院地质与地球物理研究所研究员汪集旸。

把脉资源禀赋,瞄准实际需求

“不论发展什么能源,核心原则都是第一看禀赋,第二看需求,地热也不例外。”汪集旸开门见山地说,“这也是大家面向‘十四五’规划时必须坚守的原则。”

中国地热资源储量丰富,经初步估算,约占全球地热资源的六分之一。但中国的地热资源以中、低温为主,高于150℃的高温地热资源仅分布在西藏地区、云南腾冲和台湾。对发电来说,一般是温度越高越好,而中低温地热则更适于发展区域供暖、旅游、康养、保健等。

上世纪70年代是中国地热能发展的“第一个春天”,以西藏羊八井电站为代表的一座座地热电站拔地而起。然而多数地区的地热资源受温度所限,事实上并不适合用来发电。随着我国地热产业进入低潮期,当初建造的地热电站也渐渐废弃,只剩下羊八井电站和广东丰顺邓屋中低温电站还在勉力维持。

“我国不适合一味追求地热发电。但至少在西藏地区,地热发电是很有现实意义的。”汪集旸说,“滇藏地热带可供开发的地热资源约为500万千瓦,而大家只开发了羊八井地热电站的25万千瓦,潜力非常巨大。单论羊八井电站,也有很大的扩容空间,哪怕再扩充一倍,就能满足拉萨地区的用电需求。”

他同时强调,地热发展必须结合当地的实际需求。“比如腾冲地区有丰富的小水电站,电力需求已不是主要矛盾。但这里恰恰有着独特的地热景观,因此大家对腾冲地区的建议是先别急着开发地热资源,而将该地丰富的高温地热标志,如沸泉、大滚锅、喷气孔等,作为一种宝贵的旅游资源,打造成一个中国的‘黄石公园’。”

那么,根据资源秉赋和需求情况,中国地热资源开发利用的大方针应该是怎样的呢?

汪集旸如此总结道:“热”“电”并举,西“电”东“热”——在高温地热丰富的西部地区优先发展地热发电,反之则优先发展地热供暖;“深”“浅”结合,由“浅” 及“深”——从浅层地热资源开始开发,逐步深入;“干”“湿”有度,先“湿” 后“干”——现阶段不宜不计成本地开发干热岩,而应优先用好水热系统;“天”“地”合一,“动”“静”结合——充分发挥“地热能+”的模式,与太阳能、风能等可再生能源互补联动。

“十三五”机遇与挑战并存

自地热能“十三五”规划发布以来,国内地热产业迎来了一系列新机遇。

2017年12月,十部委共同印发《北方地区冬季清洁取暖规划(2017—2021年)》,对北方地热供暖做出了具体安排。

2018年1月,六部委联合印发《关于加快浅层地热能开发利用促进北方采暖地区燃煤减量替代的通知》。

2018年6月,国务院印发《打赢蓝天保卫战三年行动计划》,提出按照宜电则电、宜气则气、宜热则热、宜煤则煤的原则推进清洁取暖。总体思路中添加了“宜热则热”,也意味着经过一段时间实践论证,地热供暖得到肯定认可,未来将得到更大规模的推广。

“特别是以‘雄县模式’为代表的探索,给我国地热行业提供了很好的借鉴。”汪集旸说。

自2014年起,河北雄县正式决定以地热为主的集中供热取代燃煤,建设华北地区首座无烟城。到2019年,雄县11个自然村5000余户村民都能在冬天用上地热供暖。估算每年可替代标煤万余吨,减排二氧化碳3万余吨。中国石化与雄县政府还创新采取“取热不取水”的方式开发利用地热资源,取热之后100%回灌地下水,在实现地热能可持续利用的同时,也保持地下生态环境的平衡与安全。

但与此同时,我国地热发展仍然面临产业发展不协调、管理制度不协调、扶持政策不充分等问题。

“与风能、太阳能等可再生能源相比,当前对地热能的优惠和补贴等政策缺乏统一标准,存在优惠力度不足、补贴模式不科学等问题。”汪集旸说,“比如,目前采用的事前和生产环节补贴模式,直接补贴居多,缺乏市场化的手段,而且补贴发放不及时、不到位,领取周期过长。这些都导致补贴的效果大打折扣。”

“十四五”须加强顶层设计

面对即将到来的“十四五”,汪集旸表示自己有三大希望。“如果把这几块抓住、抓好了,地热能将为我国能源发展做出突出贡献。”

首先是让西藏地区的高温地热资源充分发挥作用,满足西藏当地的取暖用电需求。当前一批大型央企已经进驻西藏开发地热,“这是很好的势头”。

第二是在长三角这类“冬冷夏热”地区,充分利用好地热资源,解决该地区的冬季区域供暖和夏季空调制冷问题。“大家知道,长三角地区至今没有统一供暖规划。天冷的时候,各家各户会自行选择空调、天然气甚至烧煤来取暖。这不仅浪费能源,也会造成大量污染。”汪集旸说,“如果充分利用这一地区的中低温地热资源,哪怕解决长三角地区一半的供暖问题,也是很大的贡献。”

第三是我国东部老油田地热资源的开发利用问题。我国东部地区的一批老牌油田,如大庆油田、辽河油田、胜利油田、中原油田等,都已经到了开发晚期,有些甚至已经“油田”变“水田”。

“我曾在华北油田的一口井上测温,井口温度达到了104℃,而且水量非常丰沛。”汪集旸说,“像这样的‘油田’,完全可以逐步转变为‘地热田’。比起一口井几百万元的改造费用,它的效益将是惊人的。”

最后,汪集旸强调,必须加强地热能开发的顶层设计:“地热只是可再生能源大家庭中的一员,必须放在可再生能源发展的大局中去规划。”他所强调的“地热+”思想,就是把地热和风电、水电、太阳能等可再生能源结合利用。

“与多数可再生能源相比,地热的最大优势是‘稳定’。这意味着在与其他不稳定的可再生能源协同时,地热可以发挥类似火电的调峰作用,有效减少弃风、弃光等问题。”汪集旸说。

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