11月17日~18日, 第240場(chǎng)中國(guó)工程科技論壇暨2016中國(guó)地?zé)釃?guó)際論壇在北京召開(kāi)。就在論壇開(kāi)幕前一天,北京市發(fā)布今年入冬首次空氣重污染橙色預(yù)警;中央氣象臺(tái)也于18日繼續(xù)發(fā)布霾黃色預(yù)警,華北大部分地區(qū)有中度到重度霾。蒼穹之下,人們用口罩表達(dá)對(duì)綠色發(fā)展、生態(tài)文明建設(shè)的迫切希望。這就不難理解此次地?zé)嵴搲漠惓;鸨?mdash;—20多位兩院院士、17個(gè)省市政府官員、數(shù)百位國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者齊聚于此,共同研究加快推進(jìn)我國(guó)地?zé)崮芨咝Ю煤涂沙掷m(xù)發(fā)展,以更好地緩解傳統(tǒng)化石能源消耗壓力、減少溫室氣體排放、治理霧霾。
中國(guó)工程院院士、國(guó)家地?zé)崮苤行闹笇?dǎo)委員會(huì)主任曹耀峰稱(chēng),經(jīng)濟(jì)發(fā)展新常態(tài)下,地?zé)豳Y源作為一種可再生清潔能源,在今后能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、應(yīng)對(duì)氣候變化、大氣污染治理中將發(fā)揮越來(lái)越大的作用,需要給予重新認(rèn)識(shí)和定位。隨著地?zé)岙a(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃納入國(guó)家“十三五”發(fā)展規(guī)劃,地?zé)岙a(chǎn)業(yè)的前景不可限量,地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)利用的黃金時(shí)代即將到來(lái)。
獨(dú)具優(yōu)勢(shì)和競(jìng)爭(zhēng)力的可再生清潔能源
人們熟知的煤、石油、天然氣等化石能源屬于不可再生能源。相比較傳統(tǒng)能源,太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能、地?zé)崮艿榷紝儆诳稍偕鍧嵭履茉矗渲械責(zé)崮塥?dú)具優(yōu)勢(shì)和競(jìng)爭(zhēng)力。
——儲(chǔ)量大、分布廣。地?zé)崮芊譁\層地?zé)崮埽?.2千米以?xún)?nèi))、中深層水熱型地?zé)崮埽?.2~3千米)和干熱巖(3~10千米)三種類(lèi)型。據(jù)測(cè)算,地球內(nèi)部總熱量是全球煤炭?jī)?chǔ)量的1.7億倍,其中可利用量相當(dāng)于近5000萬(wàn)億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,按世界年消耗190億噸標(biāo)準(zhǔn)煤計(jì)算,能滿(mǎn)足人類(lèi)數(shù)十萬(wàn)年的能源需要。我國(guó)地級(jí)以上城市淺層地?zé)崮苜Y源量折合標(biāo)準(zhǔn)煤95億噸,年可采量折合標(biāo)準(zhǔn)煤7億噸;中深層地?zé)崮苤械闹械蜏氐責(zé)豳Y源量折合標(biāo)準(zhǔn)煤1.25萬(wàn)億噸;干熱巖資源量折合標(biāo)準(zhǔn)煤860萬(wàn)億噸。
——用途廣泛。淺層地?zé)崮埽ǖ陀?5攝氏度)主要用來(lái)供暖/制冷;90攝氏度以下的中深層水熱型地?zé)崮芤灾苯永脼橹?,多用于采暖、干燥、工業(yè)、農(nóng)林牧副漁業(yè)、醫(yī)療、旅游及人們?nèi)粘I畹确矫妫?0攝氏度以上的水熱型地?zé)豳Y源以地?zé)岚l(fā)電和綜合梯級(jí)利用為主;水熱型地?zé)豳Y源可供提取溴、碘、硼砂、鉀鹽、銨鹽等工業(yè)原料,還可作為醫(yī)療熱礦水、飲用礦泉水及生活供水的水源。
——利用效率高。新能源和可再生能源的加權(quán)平均能源利用系數(shù)是41%,而地?zé)崮芾孟禂?shù)最高,達(dá)到73%,是太陽(yáng)能的5.4倍、風(fēng)能的3.6倍。
——穩(wěn)定性好。地?zé)崮懿皇芡饨缫蛩馗蓴_,相比水能,不受季節(jié)影響;相比風(fēng)能,不受氣候變化影響;相比太陽(yáng)能,不受晝夜變化影響。
得益于得天獨(dú)厚的稟賦,地?zé)崮艿拈_(kāi)發(fā)利用得到包括我國(guó)在內(nèi)的世界大多數(shù)國(guó)家的重視。
在不少人的觀念中,地?zé)崮芾镁褪菧厝丛?。而?shù)據(jù)表明,2014年底,我國(guó)地?zé)崮苤苯永媒Y(jié)構(gòu)中,地源熱泵占到58%,地?zé)崮芄┡瘎t達(dá)到19%,首次超過(guò)溫泉洗浴的18%。
目前,全球已有70多個(gè)國(guó)家實(shí)現(xiàn)對(duì)地?zé)崮艿闹苯永?,而我?guó)地?zé)崮苤苯永眠B續(xù)多年居世界首位,是第二名美國(guó)的兩倍多。據(jù)統(tǒng)計(jì),2015年,我國(guó)淺層地?zé)崮芄┡娣e達(dá)到3.92億平方米,中深層地?zé)崮芄┡娣e達(dá)到1.02億平方米,地?zé)崮馨l(fā)電約1.35億千瓦時(shí),加上種植、養(yǎng)殖及洗浴等地?zé)崮芾?,共替代?biāo)準(zhǔn)煤2000萬(wàn)噸。
應(yīng)重新認(rèn)識(shí)地?zé)崮茉诮?jīng)濟(jì)新常態(tài)下的作用
雖然我國(guó)地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)利用水平國(guó)際領(lǐng)先、地?zé)岙a(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)可喜勢(shì)頭,但曹耀峰認(rèn)為,應(yīng)重新認(rèn)識(shí)地?zé)崮茉诮?jīng)濟(jì)新常態(tài)下的作用。
第一,地?zé)崮茉谖磥?lái)調(diào)整能源結(jié)構(gòu)中的貢獻(xiàn)突出。
數(shù)據(jù)顯示,2015年我國(guó)能源消費(fèi)總量為42.6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,而地?zé)崮芾脙H占0.5%左右。
而據(jù)測(cè)算,在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中,地?zé)崮芾妹刻岣?個(gè)百分點(diǎn),相當(dāng)于替代標(biāo)準(zhǔn)煤3750萬(wàn)噸,減排二氧化碳9400萬(wàn)噸。
根據(jù)國(guó)家能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃,我國(guó)非化石能源占比將從2015年的12%提高到2020年的15%,增加3個(gè)百分點(diǎn)。根據(jù)地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)利用“十三五”規(guī)劃征求意見(jiàn)稿,到2020年累計(jì)達(dá)到地?zé)峁┡?制冷面積16億平方米,加上發(fā)電、種植、養(yǎng)殖、洗浴等,地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)利用共替代標(biāo)準(zhǔn)煤7210萬(wàn)噸。
按照2020年能源消費(fèi)總量48億噸標(biāo)準(zhǔn)煤測(cè)算,屆時(shí)地?zé)崮苷急葘⑦_(dá)到1.5%,比目前的0.5%提高1個(gè)百分點(diǎn)。也就是說(shuō),在非化石能源今后5年的3個(gè)百分點(diǎn)的增幅中,地?zé)?ldquo;三分天下有其一”,說(shuō)明地?zé)崮茉谖磥?lái)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整中的貢獻(xiàn)巨大。
第二,地?zé)崮茉谖覈?guó)應(yīng)對(duì)氣候變化中的貢獻(xiàn)突出。
200多年的工業(yè)文明實(shí)踐表明,化石能源的開(kāi)發(fā)利用大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率,促進(jìn)了社會(huì)文明進(jìn)步,但同時(shí)也帶來(lái)日益嚴(yán)峻的環(huán)境問(wèn)題和氣候問(wèn)題,人類(lèi)社會(huì)發(fā)展遭遇“黑色困惑”。
2015年巴黎氣候大會(huì)通過(guò)了《巴黎協(xié)定》,這是繼1992年《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》、1997年《京都議定書(shū)》之后,人類(lèi)歷史上應(yīng)對(duì)氣候變化的第三個(gè)里程碑式的國(guó)際法律文本,形成2020年后的全球氣候變化應(yīng)對(duì)格局。
我國(guó)也做出承諾,在2030年前后碳排放總量達(dá)到峰值并爭(zhēng)取盡早實(shí)現(xiàn),2030年的碳強(qiáng)度比2005年下降60%~65%。
而據(jù)地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)利用“十三五”規(guī)劃征求意見(jiàn)稿,到2020年地?zé)崮芾脤⑻娲鷺?biāo)準(zhǔn)煤7210萬(wàn)噸,相對(duì)應(yīng)減排二氧化碳1.77億噸,對(duì)于降低我國(guó)碳排放總量和碳強(qiáng)度具有重要意義。
第三,地?zé)崮茉谥卫懋?dāng)前大氣污染中的貢獻(xiàn)突出。
目前,多數(shù)觀點(diǎn)認(rèn)為燃煤采暖鍋爐和散煤燃燒是造成霧霾的重要原因。
根據(jù)燃煤供暖鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn),二氧化硫、氮氧化物和粉塵的排放標(biāo)準(zhǔn)分別為每立方米400毫克、400毫克、80毫克;而根據(jù)燃煤電廠鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn),二氧化硫、氮氧化物和粉塵的排放標(biāo)準(zhǔn)分別為每立方米100毫克、100毫克、30毫克。燃煤供暖鍋爐二氧化硫、氮氧化物和粉塵的排放標(biāo)準(zhǔn)分別是燃煤電廠鍋爐的4倍、4倍和2.5倍。
而據(jù)測(cè)算,1噸散煤直燃的污染物排放量是1噸工業(yè)燃煤經(jīng)集中減排后污染物排放量的十幾倍。
太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)電等替代的是燃煤電廠排放的污染物,而地?zé)峁┡娲膭t是供暖鍋爐的燃煤和直燃散煤產(chǎn)生的污染物。因此,發(fā)展地?zé)岙a(chǎn)業(yè)對(duì)于治理大氣污染的作用更加突出。
專(zhuān)家們普遍認(rèn)為,國(guó)家“十一五”發(fā)展規(guī)劃中列入了風(fēng)能、太陽(yáng)能發(fā)展目標(biāo),10年來(lái)風(fēng)能裝機(jī)容量從2005年的126萬(wàn)千瓦增長(zhǎng)到2015年的12934萬(wàn)千瓦,增長(zhǎng)了103倍;太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝機(jī)容量從2005年的7萬(wàn)千瓦增長(zhǎng)到2015年的4318萬(wàn)千瓦,增長(zhǎng)了635倍。今年,國(guó)家“十三五”發(fā)展規(guī)劃中也專(zhuān)門(mén)編制了地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)利用規(guī)劃,因此地?zé)岙a(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景不可限量,地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)利用的黃金時(shí)代很快就會(huì)到來(lái)。
加快推動(dòng)地?zé)崮芤?guī)?;_(kāi)發(fā)利用
當(dāng)前,世界各國(guó)都在加快推動(dòng)地?zé)崮艿拈_(kāi)發(fā)利用。
國(guó)際地?zé)釁f(xié)會(huì)主席亞歷山大·里克特指出,地?zé)崂脤?duì)人民生活質(zhì)量改進(jìn)有很大的作用。以冰島為例,芬蘭、挪威、瑞典、丹麥等國(guó)每個(gè)家庭的用熱成本遠(yuǎn)大于冰島,冰島人民感到自己花很少的錢(qián)就有充足的熱能供應(yīng)。利用地?zé)峁┡瑢?duì)于中國(guó)經(jīng)濟(jì)的影響巨大。
對(duì)于我國(guó)地?zé)豳Y源的開(kāi)發(fā)利用方向,中國(guó)科學(xué)院院士汪集暘提出:熱電并舉,以熱為主;深淺結(jié)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?zé)嵯刃小?/p>
熱,要借鑒地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)利用的“雄縣模式”。中國(guó)石化新星公司和河北省雄縣人民政府合作,統(tǒng)一政策、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一開(kāi)發(fā),經(jīng)過(guò)7年時(shí)間建成供暖面積450萬(wàn)平方米,雄縣城區(qū)基本實(shí)現(xiàn)地?zé)峒泄崛采w,成為我國(guó)第一個(gè)“無(wú)煙城”。
電,要借鑒西藏羊八井地?zé)岚l(fā)電模式。羊八井海拔4306米,地?zé)崽锷?00米,地?zé)嵴羝麥囟雀哌_(dá)172攝氏度。作為我國(guó)最大的地?zé)岚l(fā)電站,該電站裝機(jī)容量占拉薩電網(wǎng)總裝機(jī)容量的41.5%,在冬季枯水季節(jié),其地?zé)岚l(fā)電出力占拉薩電網(wǎng)的60%。
淺,就是利用地源熱泵開(kāi)發(fā)淺層地?zé)豳Y源;深,就是借鑒“雄縣模式”開(kāi)發(fā)中深層水熱型地?zé)豳Y源。
東,就是在東部地區(qū)借鑒“江蘇南通小洋口模式”和“廣東豐順模式”,利用淺層地?zé)崮堋⒅械蜏氐責(zé)豳Y源,打造分布式地?zé)峁┡?制冷系統(tǒng),以解決長(zhǎng)三角和珠三角地區(qū)冬季供暖、夏季制冷問(wèn)題。西,就是在西部地區(qū)利用高溫地?zé)豳Y源發(fā)電。
濕,即利用水熱型地?zé)豳Y源;干,則是開(kāi)發(fā)利用干熱巖資源,但開(kāi)發(fā)難度很大,應(yīng)慎之又慎!
“一帶一路”,地?zé)嵯刃?,即借?ldquo;一帶一路”國(guó)家戰(zhàn)略,利用沿線國(guó)家和地區(qū)豐富的地?zé)豳Y源發(fā)展地?zé)岙a(chǎn)業(yè)。這里面蘊(yùn)含巨大的機(jī)遇。我國(guó)擁有全球最大的建筑市場(chǎng),現(xiàn)有建筑面積超過(guò)500億平方米,若以現(xiàn)有建筑面積的5%和新增建筑面積的40%采用地源熱泵供熱測(cè)算,供熱面積可達(dá)32.5億平方米,潛在市場(chǎng)規(guī)模1萬(wàn)億元。
作為我國(guó)常規(guī)地?zé)衢_(kāi)發(fā)利用的龍頭企業(yè),中國(guó)石化新星公司近年來(lái)打造地?zé)豳Y源勘探、地?zé)豳Y源評(píng)價(jià)、地?zé)徙@井成井工藝、地?zé)嵛菜毓?、地?zé)豳Y源梯級(jí)利用和信息化系統(tǒng)六大技術(shù)體系,形成京津冀、關(guān)中、豫魯、山西、東北三省等區(qū)域發(fā)展陣地,地?zé)峁┡芰_(dá)到4000萬(wàn)平方米,占全國(guó)常規(guī)地?zé)峁┡?0%,年可替代標(biāo)準(zhǔn)煤116萬(wàn)噸、減排二氧化碳300萬(wàn)噸。
大力發(fā)展常規(guī)地?zé)峁┡耐瑫r(shí),新星公司還大力發(fā)展“地?zé)?”,推進(jìn)全產(chǎn)業(yè)鏈一體化發(fā)展。他們積極進(jìn)入油田、煉化、鋼鐵等余熱、余氣、余壓綜合利用領(lǐng)域,建成河南油田下二門(mén)污水余熱利用、中原油田濮三聯(lián)余熱+地?zé)峁┡纫慌痉俄?xiàng)目;利用江河水、湖水、水庫(kù)水及海水作為熱泵冷熱源,建成咸陽(yáng)中鐵二十局醫(yī)院、荊州四機(jī)廠等供暖/制冷項(xiàng)目。
值得一提的是,新星公司還積極發(fā)展CDM(清潔發(fā)展機(jī)制)項(xiàng)目,注冊(cè)的咸陽(yáng)CDM項(xiàng)目是全球首個(gè)地?zé)峁┡疌DM項(xiàng)目,加上雄縣CDM項(xiàng)目,CCER(中國(guó)核證自愿減排量)總量約150萬(wàn)噸,為進(jìn)入國(guó)內(nèi)自愿減排交易市場(chǎng)奠定了基礎(chǔ)。
京津冀地區(qū)迎來(lái)地?zé)岙a(chǎn)業(yè)大發(fā)展
作為霧霾頻發(fā)地,京津冀地區(qū)對(duì)綠色發(fā)展的渴望更加強(qiáng)烈。數(shù)字顯示,京津冀地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá),人口密度為512人/平方千米,高于142人/平方千米的全國(guó)平均水平,化石能源消耗密度也遠(yuǎn)高于全國(guó)平均水平,加之太行山、燕山環(huán)繞,大氣環(huán)流不暢,導(dǎo)致大范圍霧霾頻發(fā)。
中國(guó)石化股份公司高級(jí)副總裁王志剛在報(bào)告中指出,京津冀地區(qū)地?zé)豳Y源豐富,目前已知北京有10個(gè)地?zé)崽?、地?zé)豳Y源量折合標(biāo)準(zhǔn)煤34億噸,天津有8個(gè)地?zé)崽?、地?zé)豳Y源量折合標(biāo)準(zhǔn)煤307億噸,河北有30個(gè)地?zé)崽?、地?zé)豳Y源量折合標(biāo)準(zhǔn)煤1050億噸。
根據(jù)《支撐服務(wù)京津冀協(xié)同發(fā)展地質(zhì)調(diào)查報(bào)告(2015)》,京津冀地區(qū)每年可開(kāi)發(fā)利用的地?zé)崮軣崃空酆蠘?biāo)準(zhǔn)煤3.43億噸(其中淺層地?zé)崮苊磕昕砷_(kāi)采熱量折合標(biāo)準(zhǔn)煤9200萬(wàn)噸,水熱型地?zé)崮苣昕砷_(kāi)發(fā)量折合標(biāo)準(zhǔn)煤2.5億噸),相當(dāng)于京津冀地區(qū)2014年燃煤消耗總量的94%,每年可減排二氧化碳8.18億噸。
經(jīng)過(guò)40多年的開(kāi)發(fā)利用,京津冀地區(qū)地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用技術(shù)先進(jìn)、面積大、效果好,并且地?zé)岙a(chǎn)業(yè)從供暖向梯級(jí)利用、現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)、多能源集成等方向發(fā)展。
中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局淺層地溫能研究與推廣中心常務(wù)副主任李寧波介紹了幾個(gè)典型案例。其中,北京用友軟件園使用土壤源熱泵+冰蓄冷+水蓄能復(fù)合熱泵系統(tǒng),較常規(guī)供暖方式節(jié)能30%,年替代標(biāo)準(zhǔn)煤1400噸,節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用400萬(wàn)元。
北京奧運(yùn)村再生水源熱泵項(xiàng)目,利用附近清河污水處理廠的再生水作為冷熱源,為43萬(wàn)平方米建筑供暖/制冷,年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤3077噸,相當(dāng)于減排二氧化碳8000噸,每平方米全年耗能是現(xiàn)行節(jié)能建筑能耗量的1/3。該項(xiàng)目也為城市污水的利用拓展了新方向。
王志剛也介紹了兩種復(fù)合利用模式。在河北保定博野縣探索地?zé)豳Y源梯級(jí)利用,100攝氏度以上的水首先用來(lái)地?zé)岚l(fā)電,設(shè)計(jì)裝機(jī)容量5兆瓦;80~90攝氏度的發(fā)電尾水用來(lái)供熱,設(shè)計(jì)供暖面積100萬(wàn)平方米;60~70攝氏度的水進(jìn)行工業(yè)利用;40~50攝氏度的水用作生活熱水;20~30攝氏度的水作為低溫?zé)岜脽嵩矗M(jìn)一步利用后回灌。
在有“中國(guó)皮都”之稱(chēng)的河北辛集,正著力實(shí)現(xiàn)地?zé)崮?、太?yáng)能、生物質(zhì)能等可再生能源及工業(yè)余熱和常規(guī)能源的復(fù)合能源利用。此項(xiàng)目于2013年啟動(dòng),目前已經(jīng)建成300萬(wàn)平方米的供暖能力。
王志剛表示,上述案例表明京津冀地區(qū)地?zé)豳Y源豐富,開(kāi)發(fā)利用技術(shù)條件成熟,商業(yè)模式可復(fù)制推廣,具備大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用的條件。“十三五”期間,地?zé)崮艿拈_(kāi)發(fā)利用將在京津冀地區(qū)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和大氣污染治理方面發(fā)揮重要作用。
談及京津冀地區(qū)地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)設(shè)想,王志剛表示,“十三五”期間,北京市將新增地?zé)峁┡?制冷面積6500萬(wàn)平方米,其中淺層地溫能供暖/制冷重點(diǎn)在沙河高教園、順義林河開(kāi)發(fā)區(qū)等地區(qū);中深層地?zé)峁┡攸c(diǎn)在大興新機(jī)場(chǎng)、延慶冬奧會(huì)場(chǎng)館、通州行政副中心等地區(qū)。
天津市將新增地?zé)峁┡?制冷面積6500萬(wàn)平方米,其中淺層地溫能供暖/制冷重點(diǎn)在北部新區(qū)、北辰科技園等地區(qū);中深層地?zé)峁┡攸c(diǎn)在中心城區(qū)、東麗湖溫泉旅游度假區(qū)、臨港經(jīng)濟(jì)區(qū)等地區(qū)。
河北省將重點(diǎn)推進(jìn)保定、石家莊、廊坊、衡水、滄州、邢臺(tái)、張家口、承德地區(qū)的中深層和淺層地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)利用,新增地?zé)峁┡?制冷面積1.8億平方米。
預(yù)計(jì)到2020年,京津冀地區(qū)將實(shí)現(xiàn)地?zé)峁┡?制冷面積4.4億平方米,其中淺層地?zé)崮芄┡?制冷面積2.28億平方米,中深層地?zé)峁┡娣e2.12億平方米,將實(shí)現(xiàn)年替代標(biāo)準(zhǔn)煤1280萬(wàn)噸,減排二氧化碳3002萬(wàn)噸。
這一目標(biāo),高于“十三五”期間京津冀地區(qū)新增地?zé)峁┡?制冷面積3.1億平方米的國(guó)家規(guī)劃目標(biāo)。
責(zé)任編輯: 曹吉生