“地熱作為五大非碳基能源(太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能、地熱能、核能)之一，在‘雙碳’行動(dòng)中起到不可替代的作用。目前，地熱開(kāi)發(fā)迎來(lái)一個(gè)蓬勃發(fā)展的大好時(shí)機。尤其是中深層地熱，資源開(kāi)發(fā)潛力巨大。”近日，在2022年第四屆地熱開(kāi)發(fā)百人論壇暨中深層地熱能技術(shù)應用線(xiàn)上研討會(huì )上，中國科學(xué)院院士、中國地熱產(chǎn)業(yè)工作委名譽(yù)理事長(cháng)汪集暘說(shuō)。
但是，在汪集暘看來(lái)，如地熱取熱不取水、地熱回灌、地熱高效空氣鉆井等技術(shù)，還存在亟需突破的瓶頸。那么，如何讓地熱越來(lái)越“熱”?
中深層地熱資源未充分利用
“目前看，我國在淺層地熱利用方面做得還不錯。但很多人熱衷于開(kāi)發(fā)深層的干熱巖，它雖然數量大卻取不出來(lái)，可望而不可即。與之形成對比的是，值得投入更多精力的中深層地熱卻被忽略了。”汪集暘坦言。
中國地熱產(chǎn)業(yè)工作委主任、中信建筑設計研究總院有限公司副總工程師陳焰華稱(chēng)，水熱型(中深層)地熱資源潛力評估顯示，我國水熱型地熱資源總量折合標煤1.25萬(wàn)億噸，年可采量折合標煤18.65億噸。其中，以中低溫資源為主(資源總量1.23萬(wàn)億噸，年可采18.47億噸)，高溫資源為輔(資源總量141億噸，年可采0.18億噸)。
據記者了解，有業(yè)內專(zhuān)家在調研中發(fā)現，我國地熱資源類(lèi)型多樣，目前已發(fā)現的中高溫地熱資源主要分布在西部地區，高溫地熱系統達200多處，總的熱儲熱能約為115億噸標煤，占全國熱儲熱能的81.6%，水熱型中高溫地熱資源年可開(kāi)采量折合標準煤約1800萬(wàn)噸，發(fā)電潛力約7120兆瓦，具有儲量大、分布廣、質(zhì)量?jì)?yōu)等特點(diǎn)。然而，我國中深層地熱資源的開(kāi)發(fā)利用潛力遠未充分挖掘和釋放。
新技術(shù)漸獲實(shí)踐
據陳焰華介紹，隨著(zhù)我國地熱能新的技術(shù)理念不斷涌現，地熱資源開(kāi)發(fā)亦走向深層，取熱不耗水、全部同層回灌技術(shù)、無(wú)干擾井下?lián)Q熱技術(shù)，在陜西、河北、北京等地已逐步有一些實(shí)踐。
以北京為例，今年3月，北京首個(gè)中深層地熱(井下?lián)Q熱)試驗井順利通過(guò)專(zhuān)家評審驗收，成功落地城市副中心站交通樞紐項目，驗證了2745米深的地熱井熱泵系統為樞紐供暖的技術(shù)可行性，規?；瘧煤竺磕昕蓽p少二氧化碳排放量約6萬(wàn)噸。
在北京市發(fā)改委大力支持下，北京城市副中心站綜合樞紐建設管理有限公司瞄準了北京尚未應用過(guò)的中深層地熱(井下?lián)Q熱)熱泵系統。據介紹，單口試驗井占地只有2米×2米，井內一根20厘米直徑的鋼管，鉆進(jìn)2745米深的地下，獲得中深層地熱能，可為建筑提供供暖熱源。
據了解，該中深層地熱井在2000米—3000米內，且項目處于地質(zhì)斷裂帶，地質(zhì)條件復雜多變，行業(yè)內尚無(wú)同類(lèi)項目范例與精準數據。為此，副中心站樞紐建設公司與北京市政總院、清華大學(xué)建筑設計院等多家單位通力協(xié)作，在試驗井施工過(guò)程中同步進(jìn)行地質(zhì)勘驗，不僅穿越了多處嚴重失漏區和堅硬地層，還攻克了成井工藝、井下?lián)Q熱、井溫全程監控、熱泵系統配適等核心技術(shù)難題。最終，結果顯示，該井穩定輸熱能力達550千瓦，最高超過(guò)660千瓦。在采暖季，一口井就可解決不少于2.5萬(wàn)平方米建筑面積的供熱需求。
驗收專(zhuān)家組一致認為，該項目實(shí)現了中深層地熱(井下?lián)Q熱)熱泵技術(shù)的供熱能力突破，為北京市進(jìn)一步大規模推廣應用提供了有益的實(shí)施經(jīng)驗和堅實(shí)的數據支撐。
在清華大學(xué)建筑學(xué)院建筑技術(shù)科學(xué)系副教授魏慶芃看來(lái)，以中深層地熱能為基礎，以零碳電力驅動(dòng)，打造多種可再生能源耦合應用的清潔供能(冷、熱、電)系統，可實(shí)現從清潔供熱向零碳供能的提升。
需政策、技術(shù)等全方位發(fā)力
汪集暘結合目前我國中深層地熱開(kāi)發(fā)利用現狀分析認為，中深層地熱開(kāi)發(fā)仍落后于淺層地熱。
多位專(zhuān)家也表示，我國地熱在利用方式和商業(yè)模式等方面還需要創(chuàng )新。若要地熱市場(chǎng)真正“熱”起來(lái)，還得多添幾把火。
對此，中國地熱產(chǎn)業(yè)工作委專(zhuān)家委員會(huì )主任鄭克棪表示，地熱的發(fā)展首先離不開(kāi)政策的大力支持，同時(shí)也需要關(guān)鍵核心技術(shù)的支撐。“地熱目前還是新生事物，技術(shù)上需要提高效益，經(jīng)濟上需要降低成本，如果沒(méi)有政策支持，無(wú)法與常規能源競爭。就像當初的風(fēng)電和光伏，如果沒(méi)有國家的各種補貼支持，也不會(huì )迎來(lái)今天的大發(fā)展。”
另外，鄭克棪指出，對地熱征收資源稅讓地熱行業(yè)雪上加霜。“各國都實(shí)行對可再生能源的優(yōu)惠政策，對應征的營(yíng)業(yè)稅也適當減免，利用風(fēng)能、太陽(yáng)能都不需要繳納資源稅，但對地熱仍在征收資源稅。”鄭克棪說(shuō)，“既沒(méi)有補貼，頭頂又懸著(zhù)巨額的資源稅，這種情景下，還有哪個(gè)開(kāi)發(fā)商愿意投資?”
談及中深層地熱開(kāi)發(fā)的未來(lái)發(fā)展方向，汪集暘強調，必須加大科技投入，并將“政、產(chǎn)、學(xué)、研、金、服、用”等方面有機結合，才能推動(dòng)產(chǎn)業(yè)持續健康發(fā)展。
