地热开发利用助力“零碳中国”

      2017年地热发展并不尽如人意：《地热能开发利用“十三五”规划》刚出台时，全国地热界欢呼中国地热开发盼来了第二个春天。但在推广阶段，北方地区冬季清洁供暖计划中，去煤化改造不包括地热供暖，地源热泵所占比例很小。

      近日，北方地区的供暖季陆续结束，回想2017年的供暖季可谓一波三折。由于北京周边一些地区大面积集中“煤改气”造成天然气供应短缺，部分地区出现供暖不到位、不达标的情况。

      去年12月，国家发展改革委等十部委联合印发《北方地区冬季清洁取暖规划(2017—2021)》。按照规划，到2021年北方地区清洁取暖率达到70%，基本实现雾霾严重城市化地区的散煤供暖清洁化。同时，对位于京津冀大气污染传输通道的“2+26”重点城市的标准更加严格，到2019年“2+26”重点城市城区清洁取暖率要达到90%以上。

      “这给地热发展带来机遇。”在3月27由中国地质大学(北京)主办的主题为“清洁地热 零碳中国”的第七届中深层地热资源高效开发与利用国际会议上，中国地质大学教授李克文表示，“地热资源的利用是零碳中国目标的一个重要组成部分。”

2017年地热发展不尽如人意

      “2017年初，国家发改委、国家能源局及国土资源部联合发布《地热能开发利用“十三五”规划》，这是国家首个地热产业规划，是地热产业发展的里程碑，必将对我国地热产业快速、健康发展起到极大的推动作用。”作为规划的主要编制者之一 ——中国工程院院士、中国地源热泵产业联盟名誉理事长曹耀峰在多次公开场合讲话中这样评价。

      虽然有了规划，但中国地源热泵产业联盟专家委员会主任郑克炎认为，2017年地热发展并不尽如人意。“规划刚出台时，全国地热界欢呼中国地热开发盼来了第二个春天。但在推广阶段，北方地区冬季清洁供暖计划中，去煤化改造不包括地热供暖，地源热泵所占比例很小。”

      国家主席习近平在2016年底主持召开的中央财经领导小组会议上强调了推进北方地区冬季清洁供暖，宜气则气、宜电则电，尽可能利用清洁能源，加快提高清洁供暖比重。处在雾霾重灾区的京津冀各地政府立即行动，明显的特点是去煤化，尤其农村散煤的污染远高于工业锅炉，成为治理重点。

      北京市在《2013~2017清洁空气行动计划》中就明确了“构建以电力和天然气为主、地热能和太阳能等为辅的清洁能源体系”，在目标任务压力下，北京市加快了煤改气和煤改电的无煤化进程。而在2017年北京农村煤改电和煤改气项目组成中，地源热泵仅占1%。

      虽然空气源热泵在改造行动中占比较高，达到67%，但郑克炎认为，空气源热泵多用在南方，而北方的清洁能源利用应以地源热泵为主。

      “全国地热发电相对于2020年新增装机容量500兆瓦的目标，2017年仅完成了1.4兆瓦。”要完成目标，郑克炎认为，需要靠政策支持加地热立法。“应尽快打造国家示范工程并给予上网电价支持。”而示范工程的选择，郑克炎的建议是江西华电投资开发的西藏羊易32兆瓦地热电站。

清洁能源“混搭”取代煤炭可期

      从高碳到低碳再到零碳，理念提升经历了一个过程。2006~2015年，全球可再生能源年均增长5.7%，远高于化石能源1.5%的增速。2016年，我国公布的《能源生产和消费革命战略(2016~2023年)》预计，未来15年，全球供电装置可增加3倍，太阳能发电装置可增加5倍。

      “光伏发电和风电装机容量每年都在高速增长，到哪一年能够完全替代煤炭能源呢?”李克文介绍了其团队做的零碳中国研究。“单从发电量来看，太阳光发电到2025年左右、风能发电到2045年左右，能够完全代替煤炭发电。”

      李克文表示，发电之外，交通领域使用汽油、柴油，供暖领域使用煤炭，把风能与太阳能所能提供的能量加起来，到2050年，零碳能源有望超过传统能源提供的能量。

      “虽然只是通过研究数据进行预测，但30多年的未来不算久，仍是个令人欣慰的数字。”李克文说，如果按照现今地热的发展趋势，替代煤炭供暖，则会在2045年左右实现。

      零碳是一种生活方式，而不是一个具体标准。“零碳技术的计算方法显示，只要做到综合利用太阳能、风力以及地热发电与供暖等，任何一个建筑都可以实现零碳的概念。”李克文表示。

      “在2030年左右，中国有可能用太阳能发电和风能发电替代全部电力需求;2050年左右，中国可以用地热供暖替代全部煤炭供暖;未来30年，用清洁能源替代中国全部能源需求是可行的。当然，这需要国家和各级政府在政策等方面的大力支持。”李克文强调。

建设京津冀地热科研基地

      负责地热资源调查评价工作的中国地质调查局，也正为促进京津冀地热资源利用做着努力。

      “中国地质调查局重点实施地热资源调查评价工作包括‘三区一点一线’。”中国地质调查局相关负责人表示，三区即为雄安新区、北京城市副中心、天津东丽湖地区;一点即为献县科研基地;一线即为太行山—渤海地壳结构断面。据介绍，献县在2017年年底已实现了地热发电。

      雄安新区的地热资源优势已被业界认可。“雄安新区雄县是地热开发利用程度最好的地区，安新县和容城县的地热开发利用程度相对较低，潜力巨大。”该负责人表示。

      据悉，雄安新区的地热勘查以“构建绿色透明雄安，打造地热利用样板”为目标，开展雄安新区浅层地温能调查、容城地热田整装勘查、雄县地热田整装勘查、高阳地热田整装勘查、地热资源勘查开发及科学利用示范等项目。

      京津冀地热资源梯级综合开发利用科研基地所在地位于河北省沧州市献县东部的沧县台拱区国营梅庄洼农场，地处滏阳河、滹沱河交汇地带。

      科研基地的地热资源非常丰富，4000米以浅主要蓟县系雾迷山组和长城系高于庄组热储，其中，雾迷山组最大钻遇厚度2.5千米，涌水量100~120立方米/时，孔底温度97摄氏度;高于庄组最大钻遇厚度400米，涌水量50~70立方米/时，孔底温度110摄氏度;单井供暖面积可达10万平方米，总发电装机容量可达300千瓦以上。

      据介绍，未来，该科研基地将依托“地热资源调查评价与勘查示范”工程，紧密围绕京津冀地区地热清洁能源勘查开发需求，研究深部碳酸盐岩热储结构，揭示地热资源形成机制，攻克采灌均衡地热资源勘查评价技术，攻克能源站设施地热梯级利用系统集成的关键技术，开辟深部地热资源勘查开发第二空间，开展地热开发地质环境影响评价，为京津冀地热资源规模化高效利用提供资源和技术支撑，建立可复制的地热利用经济模式，为切实推动地热产业化发展服务。