深度丨地熱能，能“熱”嗎？
來源：中國能源新聞網 時間：2023-09-12 09:10
趙悅婧
河北雄縣“無煙城”（圖源：中國石化集團公司）
“以前靠燒煤取暖，半夜得起來添煤。白天出門嗆鼻子，漫天煤灰睜不開眼。如今，地熱取暖省事又省錢，讓我們一家過上了蓋夏涼被過冬的日子！”家住河北省雄安新區雄縣鑫城小區的崔女士提起地熱取暖笑逐顏開。
近年來，隨著我國生態文明建設不斷推進，大氣污染治理和推進北方清潔供暖的力度不斷增強，地熱能開發利用規模持續擴大。如今，中深層地熱資源供暖已在京津冀大氣污染傳輸通道的“2+26”城市及汾渭平原11個城市得到快速發展，成為北方地區清潔供暖的重要綠色替代能源。
從供暖到制冷，從“發熱”到發電，從城市到鄉村，我國地熱能開發利用潛力正在不斷釋放。進一步提升地熱能開發利用水平可以作何期待？還應有哪些突破？近日，中能傳媒記者走進河北雄安，陜西西安，云南大理、騰沖等地熱資源豐富城市走訪調研。
地熱能的分類（圖源：中國石化集團公司）
“冷暖雙制”讓百姓受益
地熱能是一種由地殼抽取的天然熱能，具有儲量豐富、分布較廣、清潔環保、穩定可靠等特點。
我國地熱能資源豐富，開發潛力巨大，發展正當其時。據國家地熱能中心統計，截至2020年底，我國地熱直接利用裝機容量達40.6吉瓦，占全球地熱直接利用裝機容量的38%，連續多年位居世界首位。我國地熱能供暖面積累計達13.9億平方米，折合年替代標準煤3710萬噸。隨著實現“雙碳”目標步伐不斷加快，作為可再生能源的地熱能越來越“熱”。
數據來源：2020年世界地熱大會報告
數據來源：2020年世界地熱大會報告
步入河北省雄安新區，經過十余年的努力打造，這里已經從崔女士口中的“冬天出門嗆鼻子”之地蛻變為我國首個地熱清潔供暖“無煙示范城”，趟出了一條可復制推廣的“雄縣路子”。
據中國石化新星公司人才家園換熱站站長張虎介紹，“地熱回灌”是確保“無煙”的關鍵技術。“地熱水經開采和除砂后進入板式換熱器，換熱器‘取熱’后通過管道將熱量輸送至居民家中，實現地熱側和用戶側互不接觸即可進行熱量交換。同時，完成熱量交換的地熱尾水經回灌井注入采出層，實現地熱尾水回灌，做到‘取熱不耗水’，實現清潔能源的循環利用。”張虎說。
中國石化新星公司人才家園換熱站（圖源：中國石化集團公司）
事實上，相較于天然氣供暖，地熱能供暖為民眾帶來了更多的便利和實惠。崔女士告訴記者：“我們家有103平方米，冬天只需繳納2000多元供暖費，家里就可以保持25度恒溫，光腳在地上走也不冷。”
除了“冬暖”，“夏涼”是“雄縣模式”的另一表現。
走進雄安新區科創中心中試基地綜合能源站，25攝氏度的室內溫度與35攝氏度的室外溫度形成鮮明對比。中國石化綠源地熱能開發有限公司總經理高小榮向記者介紹，這個近零碳園區內吹來的絲絲涼風并不是由空調轉換而來的，而是可以“冷暖雙制”的淺層地熱能在發揮作用。
雄安新區科創中心中試基地智慧能源數字孿生平臺（圖源：中國石化集團公司）
“在園區周邊的綠地和道路底下，我們打了280余口120米的淺井。”高小榮說，地熱能持續不斷地從井內輸送出來，通過熱泵機組吸熱和放熱的過程，制出11-12攝氏度的冷水，經循環泵運送到風機，將冷風吹出。“到了冬季，系統運行則與夏季相反。在地下恒溫層取熱后，經熱泵機組可制出40攝氏度左右的熱水，風機便可吹出熱風。”
“地熱發電”仍需政策助力
除了地熱供暖、制冷、溫泉洗浴等直接利用方式，我國適用于地熱發電的資源儲量也十分充沛，尤其是干熱巖資源潛力巨大，有望成為戰略性接替能源。
“在可再生能源中，只有地熱可以提供不間斷的電力供應，不受季節、氣候、晝夜等自然條件影響，年利用率是太陽能和風能的5到8倍。”在談及地熱發電的優勢時，香港中文大學(深圳)城市地下空間及能源研究院院長、地熱能科學技術(大理)研究院院長張大偉表示，地熱電站年均運行時間可達8000小時以上，雖然早期投資較高，但沒有燃料費用，且運行成本極低，具有可觀的商業價值。
我國地熱發電起步早，但目前的發電裝機容量已由上世紀70年代末的全球第8位下降到了第19位。中國石化新星公司首席專家劉金俠介紹稱，截至2020年，國內在運行地熱電站有6座，合計裝機量僅為44.56兆瓦，未達到地熱能開發利用“十三五”規劃目標。
我國在運行地熱電站（圖源：中國石化集團公司）
業內人士普遍表示，我國涉及地熱勘探、高溫鉆井、裝備制造和工程設計建設等關鍵核心技術、人才和產業鏈已具備和世界地熱能發電強國相當的能力，但缺少明確的地熱能上網電價等扶持政策是制約發展的關鍵因素。
南京天加能源科技有限公司執行總裁鄧壯介紹稱，我國地熱電價補貼一站一議，尚沒有全國性的統一補貼政策，使新地熱電站建設者望而卻步。
“西藏羊八井地熱發電項目含稅上網電價為0.9元/千瓦時，已納入全國可再生能源電價附加分攤，目前經濟效益較好；羊易地熱電站一直未獲得電價補貼，電網結算電價僅為0.25元/千瓦時，虧損嚴重。”曾參與羊八井和羊易井建設的西藏地熱產業協會會長王善民建議，地熱發電前期，需要采取和風電、光伏發電類似的電價補貼。他提出，國內地熱發電裝機規模至少達到200兆瓦，才可以實現規模化運行，實現平價上網。
數據來源：國家能源局（至2022年底）
數據來源：國家能源局（至2022年底）
在中國工程院院士何繼善看來，“有一些籌劃中的地熱發電項目，一旦有合理的電價補貼，政府引導、企業參與，就能很快建起來，上規模、成產業。”
梯級利用模式有望帶動地熱更“熱”
作為地熱資源優勢明顯地區，云南省大理州創新提出了梯級開發利用地熱能的概念，致力于構建多能互補、綠色低碳的能源發展模式。
云南大理彌渡縣小河淌水地熱發電及梯級綜合利用項目產業聯動布局圖（圖源：大理白族自治州能源局）
王善民提出，可以根據不同溫度以實現地熱能的梯級利用。“例如云南大理彌渡縣，中高溫地熱資源較為豐沛。45攝氏度以下的地熱能可用來開發康養溫泉產業；45至60攝氏度的地熱能可作供暖使用；供暖利用后的60至90攝氏度左右的能量，可用于溫室大棚養殖；90攝氏度以上的地熱能則可用于清潔發電，溫度越高，發電效益和經濟性越高。”
“如果用地熱發電替代天然氣，公司每年的用能成本預計將減少三分之一。”大理春沐源農業科技公司負責人曲健十分看好地熱能梯級利用。據他介紹，為了保證大棚內溫度穩定，公司每年用于天然氣消費成本超過600萬元。
大理春沐源智能溫室大棚俯瞰圖（圖源：云南大理春沐源農業科技公司）
大理州常務副州長李蘇表示，2022-2023年為大理州地熱能資源勘查期，州財政已先后拿出1300萬元支持勘查工作。2023-2025年為大理州地熱能產業綜合利用期，將充分發揮資源優勢，通過示范項目建設，引進地熱能企業，開展地熱能發電。
大理州能源局局長彭建華介紹稱，經過資源勘查，目前計劃將彌渡縣作為大理州地熱能發電及梯級利用綜合示范項目試點縣，將彌渡縣小河淌水片區作為第一個試點項目。在資源滿足的條件下，該項目計劃發電裝機總量為10-20兆瓦，總投資預計為10億元人民幣。
記者獲悉，下一步，除了經費支持，大理州地熱能梯級綜合利用示范項目將以地熱發電技術研發和儲備角度作為云南的典型示范上報國家層面給予支持。同時，將從項目建設和地熱產業發展示范區建設角度，作為云南省先行先試的地熱資源梯級多元綜合利用模式、“多能互補”新型電力系統示范建設、地熱零碳產業園示范點等申報國家試點，助推地熱能“未來更熱”。
責任編輯：于彤彤
校對：楊苗苗
