如何讓中國地熱的步伐邁得更踏實，不斷學習國外的先進經(jīng)驗、引進技術、交流合作，是地熱行業(yè)專家們努力的方向之一。

找準自己的發(fā)展優(yōu)勢才能從地熱資源中真正獲益。圖片來源：百度圖片

近日，亞洲開發(fā)銀行簽署了2.5億美元的貸款融資協(xié)議，旨在向冰島極地綠色能源公司(AGEC)和中石化綠源地熱能開發(fā)有限公司提供貸款，用于在中國北部霧霾嚴重的地區(qū)開發(fā)清潔的地熱能。

地熱集中供暖這一替代方案具有可持續(xù)、穩(wěn)定、比煤或天然氣的成本效益高、零排放等優(yōu)勢，與現(xiàn)有供熱管網(wǎng)相整合后可替代原有熱源。“這是一個不錯的進展，說明國際金融機構看好中國北方地熱供暖產業(yè)前景。”中國地球物理學會地熱專業(yè)委員會主任龐忠和向《中國科學報》記者表示，此舉具有中國地熱發(fā)展風向標的意義。

因為雄安新區(qū)，大家認識了AGEC，其與中石化的合資企業(yè)正式成立于2009年，該企業(yè)投資了4億元人民幣在當時尚不出名的雄縣。最初的想法，是將已在北歐經(jīng)過測試的技術落地中國北方。

如何讓中國地熱的步伐邁得更踏實，不斷學習國外的先進經(jīng)驗、引進技術、交流合作，是龐忠和等地熱行業(yè)專家們努力的方向之一。

全球地熱利用增速

全球地熱資源的利用方式可分為直接利用和發(fā)電，這兩類地熱利用市場均占據(jù)重要地位。

據(jù)龐忠和介紹，截至2015年，世界地熱發(fā)電的總裝機容量為12.6吉瓦。從各類機組裝機容量上對比，閃蒸發(fā)電系統(tǒng)占據(jù)主導地位，占所有系統(tǒng)的61.7%。利用高溫地熱資源的干蒸汽凝汽式發(fā)電占22.7%，而面向中低溫地熱資源的雙工質發(fā)電近年來發(fā)展很快，占14.2%。

他指出，歐美等發(fā)達國家地熱發(fā)電穩(wěn)步增長，土耳其增長速度最快，發(fā)展中國家肯尼亞增長量最大。預測2020年世界總裝機容量將達到21.4吉瓦。

據(jù)了解，截至2015年，直接利用地熱能的國家增加到82個，直接利用的總裝機容量約為70329兆瓦時，在2010年數(shù)據(jù)的基礎上增長了45%，復合年增長率為7.7%。

作為非傳統(tǒng)地熱田之一的干熱巖，在澳大利亞被認為潛力巨大，位于南部的夏賓奴EGS(增強型地熱系統(tǒng))項目，2013 年運行了160天，裝機容量1.0兆瓦電力。

中國能源研究會地熱專業(yè)委員會專家委員會主任鄭克棪認為，澳大利亞從壓裂到成功發(fā)電時間短有其獨到的特點：澳大利亞開創(chuàng)了在古老花崗巖中憑高放射性含量積累高熱流;定向壓裂專利，創(chuàng)造了最遠的對井連通距離1300米，建造了世界最大的地下熱交換器2千米~3千米。不過，其在經(jīng)濟成本、多項技術細節(jié)等方面仍有需要改進之處。

冰島在數(shù)年前開展的超臨界地熱流體深鉆計劃，目的在于探索利用地下4千米~5千米深處的高焓超臨界地熱流體來提高地熱鉆井能源輸出功率的可能性。計劃2020年之前完成3個4千米~5千米深的深部鉆孔。

利用中低溫地熱能的有機朗肯循環(huán)(ORC)發(fā)電技術發(fā)展較快。在擔任聯(lián)合國地熱專家的數(shù)年時間里，龐忠和到訪過的多家ORC地熱電廠，運行平穩(wěn)。

國際經(jīng)驗值得借鑒

土耳其1968年發(fā)展地熱發(fā)電，我國開始于1970年，此后，兩國分別只有20多兆瓦的裝機容量，維持了30年左右。2010年，土耳其地熱發(fā)電量達82兆瓦，是中國的3.4倍;2015年是中國的14.7倍;2017年達1005兆瓦，是中國的34.6倍。

土耳其為何發(fā)展如此迅速?鄭克棪認為，一是議會認可，土耳其要發(fā)展地熱;二是《地熱法》隨之頒布為開發(fā)商鋪平了道路。

技術發(fā)展離不開專業(yè)人才的培養(yǎng)。“冰島政府承擔的聯(lián)合國大學地熱培訓部運行至今已經(jīng)整整40年。”應邀參加該校近期校慶活動的龐忠和介紹，“即使在2008年受到金融風暴的襲擊也從未中斷。”

長期的努力帶來了回報，冰島地熱技術被很多國家所認可。在非洲的肯尼亞等地，地熱發(fā)電項目的主力是冰島人;在我國，地熱供暖行業(yè)國外企業(yè)只有冰島企業(yè)介入。“冰島的地熱培訓不僅為冰島企業(yè)開拓了市場，還為冰島在世界上塑造了良好的形象，最近幾年冰島旅游業(yè)獲得快速發(fā)展，也與其知名度的不斷提高相關。”龐忠和坦言。

中國與冰島的地熱源情況并不相同，冰島的經(jīng)驗難以完全復制，但仍有很多值得我們學習的技術和理念：冰島的常規(guī)地熱資源豐富，但仍花大力氣研發(fā)前沿技術，其深鉆計劃已于去年獲得470攝氏度的流體，在高效率發(fā)電研究方面邁出重要一步。“技術之外，冰島的創(chuàng)新精神與著眼長遠的意識同樣值得借鑒。”龐忠和說。

找準自身發(fā)展優(yōu)勢

我國地熱資源開發(fā)利用起源于上世紀70年代，但由于路徑不明確，照搬國外做法主攻發(fā)電而走了彎路。當下，積極借鑒國外的先進經(jīng)驗，找準自己的發(fā)展優(yōu)勢才能真正從地熱資源中獲益。

中國科學院院士、中國地源熱泵產業(yè)聯(lián)盟名譽理事長汪集旸就曾撰文指出，目前我國地熱資源的開發(fā)利用方向應該是熱電并舉，以熱為主，深淺結合，由淺及深;東西兼顧，西電東熱;干濕有度，先濕后干;“一帶一路”，地熱先行。

我國地熱資源的稟賦是中低溫多、高溫少，所以要以直接利用“熱”為主。2015年，在近50個利用地源熱泵的國家中，中國的年利用熱能已占世界的30.86%，在所有國家中排名第一。究其原因，鄭克棪指出，國家有節(jié)能減排的任務需要;國家和地方都給予了優(yōu)惠政策;地源熱泵的技術成熟;中國地源熱泵已經(jīng)形成強大的產業(yè)隊伍。

2017年，一批國家重大建設項目采用地熱“兩能”為建筑供暖、制冷，無疑是對地熱能開發(fā)利用技術的肯定。北京城市副中心核心辦公區(qū)一期項目，采用地熱“兩能”為240多萬平方米建筑供暖、制冷;在北京新機場建設項目中，目前已確定有近250萬平方米的機場配套建筑采用淺層地熱能進行供暖、制冷。

地源熱泵技術雖然已經(jīng)成熟，但在我國的發(fā)展空間仍然很大。“今后的要點是加強項目監(jiān)管和質量保障，不斷提高系統(tǒng)效率、降低成本。”龐忠和同時指出，對于地下水源熱泵不應該一棍子打死，應該發(fā)展完井和回灌技術，同時加強環(huán)保監(jiān)管和執(zhí)法力度。

2017年發(fā)布的《地熱能開發(fā)利用“十三五”規(guī)劃》中制定了更高的發(fā)展目標，新增淺層地熱能供暖(制冷)面積11億平方米;新增水熱型地熱供暖面積4億平方米;新增地熱發(fā)電裝機容量500兆瓦。

“我們國家從來沒有像現(xiàn)在這樣重視開發(fā)利用地熱能。”龐忠和認為，為了實現(xiàn)“十三五”目標，當前緊迫的事情主要是：去除地熱利用的礦權壁壘;保障地熱發(fā)電上網(wǎng)并享受優(yōu)惠扶持電價;對煤改地熱供暖給予必要補貼。