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2016/04/02 点击量:0
经过多次讨论,国内多位地热工作者在中国工程院重点咨询研究项目《我国地热资源开发利用战略研究》中,研究制订了中国地热能科学开发利用路线图,设计了至2020年、2030年、2050年3个时间节点的发展目标。特别是“十三五”地热规划作为该路线图中的近期目标,引发了业界的广泛关注。
“因为地热资源蕴藏的地质构造条件的差异明显以及勘探过程的耗时较长,常规地热能的开发利用不可能像风能和太阳能那样出现指数式增长。浅层地温能虽然赋存条件简单,也只能是速度稍快的增长;惟一例外的是干热岩,它受地域分布影响小,一旦深部压裂等关键技术过关,就能出现几何级的增长,但那需要从现在起就持续努力,直至2030年前后完全成熟才可能出现转机。”谈及地热能未来的发展趋势,中国能源研究会地热专业委员会主任郑克棪认为,地热能开发前景虽好,但更需努力。
地热能开发利用冷热不均
国家能源局副局长刘琦在近日召开的中国首届地热论坛上表示,全球5000米以内的地热资源量约为4900万亿吨标准煤,我国地热资源约占全球资源量的1/6,其中浅层地热能资源量每年相当于95亿吨标准煤,现每年可利用3.5亿吨标准煤,减排二氧化碳5亿吨;中深层地热能资源量相当于8530亿吨标准煤,现每年可利用6.4亿吨标准煤,减排二氧化碳13亿吨;干热岩资源量相当于860万亿吨标准煤,其开发利用现正在研发之中。
“在中低温地热资源非电直接利用领域,我国长期排名世界第一,其中大部分用于温泉、洗浴,且能源利用效率低,但我国地热发电发展严重滞后,2010年地热发电装机容量仅排名世界第18位,与我国地热资源大国和人口大国的地位非常不匹配。”中国工程院院士曹耀峰表示,我国惟一的高温地热发电站羊八井装机容量30多年来没有增加,与国家发改委制定的2015年达10万千瓦的目标相距甚远。
据了解,上世纪70年代,我国先后在广东丰顺、河北怀来、江西宜春、湖南灰汤、辽宁熊岳、广西象州和山东招远等7个地区建设了中低温地热发电站,在西藏羊八井建设了中高温地热发电站。因发电效率、经济效益等原因,目前仅广东丰顺和西藏羊八井尚在发电。到2013年年底,我国地热发电总装机容量仅为27.28兆瓦。
“比较世界可再生能源的发展历程可以看出,刚开始发展时世界地热发电的装机容量和年发电量远在风力发电和太阳能发电之上。地热发电的优越性表现为其利用系数在可再生能源中最大,在同样的装机容量下,地热年发电量是风电的3.5倍,是太阳能发电的5倍。”郑克棪表示,虽然风力发电和太阳能发电利用系数偏低,但从上世纪90年代起,它们得到了各国政府的大力扶持,呈现出指数式的增长。其中,世界风力发电量在2006年超越了地热发电量,世界太阳能发电量也在2012年超越了地热发电量。
不可否认的是,地热资源是一种清洁可再生能源,具有资源量大、节能环保、稳定连续、利用率高等优势。据了解,2013年我国能源消费总量为37.5亿吨标准煤,其中地热能源仅占约0.6%,与国家规划的目标相比,开发利用差距较大。
提及地热发电被风力发电和太阳能发电超越的原因,郑克棪表示,除了政策扶持力度的差异外,风力和太阳能资源都在地面,较易操作,而地热资源深藏在地下需要专业勘探,查明地热资源通常就要几年时间,操作程序较为复杂,并且含有一定的风险。“中国缺失了30年对地热发电的研究,那是输在了理念上,我们应该吸取经验教训”。
地热能资源开发将提速
“到2015年,全国地热供暖面积要达到5亿平方米,地热发电装机容量达到10万千瓦,地热能年利用量达到2000万吨标准煤;到2020年,我国非化石能源占一次能源总消费的比重要提高到15%,地热能开发利用量要达到5000万吨标准煤。”刘琦表示,2030年我国非化石能源占一次能源总消费量的比重要继续提高到20%,地热能开发年利用量要达到1亿吨标准煤。
与风能、太阳能等不同的是,地热能的利用过程几乎不会出现废弃,是非常具有潜力的一种可再生能源。随着技术的发展,我国地热利用逐渐从单一地热能向多种热能利用方向发展,进入油田、钢铁、炼化等余热和废热发电、供暖横向领域;同时向发电、现代高效农业等纵向方向发展。
“全球能源转型已是必然趋势,地热是重要的可再生能源,在新一轮全球能源革命中占据重要地位。我国拥有十分丰富的地热能资源,开发利用地热能将对大气污染治理和能源转型做出显著贡献。”刘琦表示,在当前面对气候变化及能源转型形势下,应加大地热能开发利用的力度,除了过去开展的中低温地热水直接利用,还要大力拓展地热能开发利用的新内涵,大力推广地源热泵技术,推动大规模地热供暖项目,以及高温地热区地热发电项目建设。“我国具备大发展的资源条件,推进地热能源的科学高效可持续开发利用正当其时”。
“目前,中国石化地热开发区域已扩展到14个省市,地热供暖面积超过3000万平方米,约占全国常规地热资源供暖面积的30%,实现可替代标煤100万吨/年,减排二氧化碳250万吨/年。”中国石化集团公司董事长傅成玉表示,近年来,中国石化把发展地热产业提升到战略层面来规划和推进,形成了多井集输、梯级换热、综合利用、尾水净化和采灌结合等地热资源开发应用技术体系,创建了世界上第一个地热供暖CDM方法学,实现地热产业的快速发展。
“国土资源部目前已开始加强高温地热资源勘探任务,积极为‘十三五’和今后的地热发电做准备。此外,科技部‘十二五’《中低温地热发电关键技术研究与示范》项目的成果也已经可供利用。”展望“十三五”我国地热发电的发展时,郑克棪表示,我国地热资源目前还达不到产业规模,预计至2020年可实现15万千瓦。
地热产业前景广阔
利用地源热泵技术开发浅层地温能用于建筑供暖,是国际上近30年风行起来的新技术,被称为节能和减排效率最高的单项技术。“2013年我国地源热泵工程应用面积已达3亿平方米。我国‘十三五’地源热泵应用计划达到8亿平方米,5年间增加4亿平方米,相当于平均年累进增长率16%,等于世界同期平均水平,这是不难完成的目标。”郑克棪表示。
数据显示,在能源消费结构中,地热利用每提高1个百分点,相当于替代标准煤3750万吨,减排二氧化碳约9400万吨。目前,地热资源已成为我国国家能源战略的重要组成部分。近年来,为促进我国地热产业健康发展,从中央到地方各级政府相继修订和出台了《可再生能源法》、《可再生能源发展“十二五”规划》等政策法规和技术规范。
与此同时,我国初步建立了与地热资源特点相适应的地热资源开发利用技术体系。目前,中国科学院、中国石油大学等多家科研院所和高校开展了地热资源开发利用技术研发,形成了与资源特点相适应的地热开发利用技术体系,指导地热资源勘查开发利用实践。
“中国地热发电技术在世界上并不是很突出,特别是中低温的地热资源发电与国外有一定差距。我国使用的螺杆膨胀机发电技术,相比国外如UTC等技术效率较低,但国外对我国实行技术封锁。因此,我国应在这方面加紧攻关,如果能够突破,则会有非常广阔的发展空间。”中国科学院地质与地球物理研究所研究员汪集旸撰文指出,更长远、更先进的地热发电技术,目前的热点集中于干热岩和增强型地热系统。干热岩使用的是一种深部的地热资源开发技术,难度极大,国外也是还处于技术攻关阶段,我国应该跟踪这种先进技术,从长远来看应是一个发展方向。
“推进地热能源的科学高效可持续开发利用,符合国家能源发展大政。”刘琦表示,未来20年是中国实现能源生产和消费革命的窗口机遇期,我国将致力于推动清洁能源领域的合作,不断推动技术创新,提高清洁能源的竞争性和可持续性。
来源:中国高新技术产业导报
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