助力“双碳”目标实现，地热是主力军之一

地热资源科学探寻

山西大同取得突破性成果后，地热界探讨的问题是，干热岩和高温地热资源形成机制究竟是怎样的？类似阳高—天镇一带的高温地热资源，接下来在何处寻找？

据介绍，地热资源分布受地质构造控制，传统理论认为，深部热源主要由岩浆提供。例如，冰岛等利用地热能最好的国家，其地热电站都建在年轻火山的分布区。

“但中国的岩浆热源型高温水热资源的分布和晚新生代火山的分布并没有一致性。”王焰新指出，五大连池和长白山等板内火山虽然年轻，附近却不存在岩浆热源型高温水热资源的分布。西藏南部存在板缘岩浆热源型高温水热资源分布，却没有任何晚新生代火山。可见，地表年轻火山未必是地下存在岩浆热源型水热资源的必要条件。

不依据火山，如何找高温地热？

王焰新院士团队通过基础性研究指出，地球深部存在以剪切作用为主的软流层，其上部的地壳脆性—韧性转化带，是干热岩的热源，一般深度在10千米~15千米，如果在一个区域6千米~10千米深度能找到脆性—韧性转化带，就能找到干热岩。

地壳韧性形变与热隆升—伸展构造有关，热隆升—伸展构造形成地堑或裂谷。因此，优质的高温地热资源一般分布在比较强烈的新生代盆山体系。山西省六大盆地中的5个盆地，包括大同盆地，都是裂谷系地堑构造，因而具有发现高温地热的天然禀赋。

在大同盆地阳高—天镇凹陷区域，地球物理重、磁、震等探测手段全部应用后，发现地下存在一个巨大的蘑菇状、上面有“枝杈”的高导低阻体形态。“这可能就是深部热储，地壳脆性—韧性转换带上的热源，这么浅的深度不可能是岩浆，具体是什么还需要进一步做工作。”王焰新指出，“枝杈”是顺着浅部断裂发育的不均匀导热通道，说明天镇高温地热的热源不在其正下方，为下一步勘探工作提供了空间方向。

王焰新表示，探索深部地热除了有能源资源意义之外，还具有重大的科学价值。深部高温地热资源是地球动力学尤其是深部地质过程研究的重要载体。此外，在以岩浆为热源的高温水热系统中，混有一定比例深源岩浆水的可能性非常大，而可能存在的来自幔源的初生水对于地球物质循环研究具有重要意义，是水科学及相关学科最具挑战性的研究领域之一。

“当前，我国超过150度的深部高温地热资源开发利用研究还面临着艰巨的挑战。基本的科学理论体系还没有建立，勘查开发技术、评价方法体系、热能发电技术还很不成熟。”王焰新说，我们要有志气、骨气、底气，创立提出自己的深部高温地热的新理论体系，同时在勘探、开发利用领域，敢于变革性地推出一些技术方法。

当前，各地积极构建清洁低碳、安全高效的能源体系，纷纷出台了政策保障措施。今年10月，《北京市碳达峰实施方案》提出深度推进供热系统重构，禁止新建和扩建燃气独立供暖系统，有序开展地热及再生水源热泵替代燃气供暖行动，全面布局新能源和可再生能源供热。业内指出，这意味着北京市燃气锅炉已经率先“达峰”，将逐步缩减规模和被替代，地热等可再生能源供热将担纲大任。

“双碳”目标征程上，地热产业不断迎来新机遇。有专家建议，各级政府、企业要加大地热能技术研发投入，实现关键核心技术自主可控，延长地热产业链。此外，地热领域必须深化政产学研用融合，才能取得重大突破，单打独斗是走不通的。据介绍，我国已成功申办2023年第七届世界地热大会，地热产业将在开放创新中，迎来更为广阔的发展前景。

地热能产业发展规划

2021年9月，国家发展改革委、国家能源局、自然资源部等8部门印发《关于促进地热能开发利用的若干意见》提出：

到2025年，全国地热能供暖（制冷）面积比2020年增加50%，在资源条件好的地区建设一批地热能发电示范项目，全国地热能发电装机容量比2020年翻一番；

到2035年，地热能供暖（制冷）面积及地热能发电装机容量力争比2025年翻一番。

重点任务：深化地热资源勘查工作，积极推进浅层地热能利用，稳妥推进中深层地热能供暖，鼓励地方建设地热能高质量发展示范区。

地热能产业发展案例

1、北京大兴国际机场地源热泵项目

北京大兴国际机场利用浅层地热能，通过地源热泵项目供暖总面积248.46万平方米，供冷总面积为170.55万平方米，实现了可再生能源利用率10%的建设目标。该项目是目前国内最大的多能互补地源热泵系统工程。制热时，不仅吸收浅层地热能，还与热源工程的锅炉烟气余热收集相配合。制冷时，使用冰蓄冷等技术，充分发挥再生能源回收和节能减排的重要作用。该系统每年可节省天然气1735.89万立方米，相当于21078吨标准燃煤，可减少碳排放1.58万吨以上。

2、北京城市副中心近零碳排放区示范工程

北京城市副中心近零碳排放区示范工程是目前全球单体规模最大的可再生能源利用项目，主要利用浅层地热能。其中，行政办公区一期建设面积236.5万平方米，在“地源热泵+水蓄能+辅助冷热源”系统中，地源热泵装机比例达60%。该项目每年可节约2.2万吨标准煤，减少二氧化碳排放4.8万吨，相当于在副中心多种植了10万棵树。

3、河北雄县地热开发项目

早在2009年，中国石油化工集团有限公司在对河北雄县地热资源、地面用能需求开展系统评价的基础上，协助当地政府编制了地热开发利用专项规划，探索了“政企合作、市场运作、统一开发、技术先进、环境保护、百姓受益”的模式。截至2021年底，中国石化在雄安新区投资近8亿元，建成地热供暖能力近1000多万平方米。除雄县县城外，容县县城也基本实现地热集中供暖全覆盖。

原标题：助力“双碳”目标实现，它是主力军之一

记者：乔思伟 郭锋 张舰

责编：kevin