地热能开发利用迎来黄金时代
中国经济新闻网-11-:12:56
11月17日~18日,第场中国工程科技论坛暨中国地热国际论坛在北京召开。就在论坛开幕前一天,北京市发布今年入冬首次空气重污染橙色预警;中央气象台也于18日继续发布霾黄色预警,华北大部分地区有中度到重度霾。苍穹之下,人们用口罩表达对绿色发展、生态文明建设的迫切希望。这就不难理解此次地热论坛的异常火爆了——20多位两院院士、17个省市政府官员、数百位国内外专家学者齐聚于此,共同研究加快推进我国地热能高效利用和可持续发展,以更好地缓解传统化石能源消耗压力、减少温室气体排放、治理雾霾。
中国工程院院士、国家地热能中心指导委员会主任曹耀峰称,经济发展新常态下,地热资源作为一种可再生清洁能源,在今后能源结构调整、应对气候变化、大气污染治理中将发挥越来越大的作用,需要给予重新认识和定位。随着地热产业发展规划纳入国家“十三五”发展规划,地热产业的前景不可限量,地热能开发利用的黄金时代即将到来。
独具优势和竞争力的可再生清洁能源
人们熟知的煤、石油、天然气等化石能源属于不可再生能源。相比较传统能源,太阳能、风能、水能、地热能等都属于可再生清洁新能源,其中地热能独具优势和竞争力。
——储量大、分布广。地热能分浅层地热能(0.2千米以内)、中深层水热型地热能(0.2~3千米)和干热岩(3~10千米)三种类型。据测算,地球内部总热量是全球煤炭储量的1.7亿倍,其中可利用量相当于近万亿吨标准煤,按世界年消耗亿吨标准煤计算,能满足人类数十万年的能源需要。我国地级以上城市浅层地热能资源量折合标准煤95亿吨,年可采量折合标准煤7亿吨;中深层地热能中的中低温地热资源量折合标准煤1.25万亿吨;干热岩资源量折合标准煤万亿吨。
——用途广泛。浅层地热能(低于25摄氏度)主要用来供暖/制冷;90摄氏度以下的中深层水热型地热能以直接利用为主,多用于采暖、干燥、工业、农林牧副渔业、医疗、旅游及人们日常生活等方面;90摄氏度以上的水热型地热资源以地热发电和综合梯级利用为主;水热型地热资源可供提取溴、碘、硼砂、钾盐、铵盐等工业原料,还可作为医疗热矿水、饮用矿泉水及生活供水的水源。
——利用效率高。新能源和可再生能源的加权平均能源利用系数是41%,而地热能利用系数最高,达到73%,是太阳能的5.4倍、风能的3.6倍。
——稳定性好。地热能不受外界因素干扰,相比水能,不受季节影响;相比风能,不受气候变化影响;相比太阳能,不受昼夜变化影响。
得益于得天独厚的禀赋,地热能的开发利用得到包括我国在内的世界大多数国家的重视。
在不少人的观念中,地热能利用就是温泉洗浴。而数据表明,年底,我国地热能直接利用结构中,地源热泵占到58%,地热能供暖则达到19%,首次超过温泉洗浴的18%。
目前,全球已有70多个国家实现对地热能的直接利用,而我国地热能直接利用连续多年居世界首位,是第二名美国的两倍多。据统计,年,我国浅层地热能供暖面积达到3.92亿平方米,中深层地热能供暖面积达到1.02亿平方米,地热能发电约1.35亿千瓦时,加上种植、养殖及洗浴等地热能利用,共替代标准煤万吨。
应重新认识地热能在经济新常态下的作用
虽然我国地热能开发利用水平国际领先、地热产业发展呈现可喜势头,但曹耀峰认为,应重新认识地热能在经济新常态下的作用。
第一,地热能在未来调整能源结构中的贡献突出。
数据显示,年我国能源消费总量为42.6亿吨标准煤,而地热能利用仅占0.5%左右。
而据测算,在能源消费结构中,地热能利用每提高1个百分点,相当于替代标准煤万吨,减排二氧化碳万吨。
根据国家能源发展“十三五”规划,我国非化石能源占比将从年的12%提高到年的15%,增加3个百分点。根据地热能开发利用“十三五”规划征求意见稿,到年累计达到地热供暖/制冷面积16亿平方米,加上发电、种植、养殖、洗浴等,地热能开发利用共替代标准煤万吨。
按照年能源消费总量48亿吨标准煤测算,届时地热能占比将达到1.5%,比目前的0.5%提高1个百分点。也就是说,在非化石能源今后5年的3个百分点的增幅中,地热“三分天下有其一”,说明地热能在未来能源结构调整中的贡献巨大。
第二,地热能在我国应对气候变化中的贡献突出。
多年的工业文明实践表明,化石能源的开发利用大大提高了劳动生产率,促进了社会文明进步,但同时也带来日益严峻的环境问题和气候问题,人类社会发展遭遇“黑色困惑”。
年巴黎气候大会通过了《巴黎协定》,这是继年《联合国气候变化框架公约》、年《京都议定书》之后,人类历史上应对气候变化的第三个里程碑式的国际法律文本,形成年后的全球气候变化应对格局。
我国也做出承诺,在年前后碳排放总量达到峰值并争取尽早实现,年的碳强度比5年下降60%~65%。
而据地热能开发利用“十三五”规划征求意见稿,到年地热能利用将替代标准煤万吨,相对应减排二氧化碳1.77亿吨,对于降低我国碳排放总量和碳强度具有重要意义。
第三,地热能在治理当前大气污染中的贡献突出。
目前,多数观点认为燃煤采暖锅炉和散煤燃烧是造成雾霾的重要原因。
根据燃煤供暖锅炉大气污染物排放标准,二氧化硫、氮氧化物和粉尘的排放标准分别为每立方米毫克、毫克、80毫克;而根据燃煤电厂锅炉大气污染物排放标准,二氧化硫、氮氧化物和粉尘的排放标准分别为每立方米毫克、毫克、30毫克。燃煤供暖锅炉二氧化硫、氮氧化物和粉尘的排放标准分别是燃煤电厂锅炉的4倍、4倍和2.5倍。
而据测算,1吨散煤直燃的污染物排放量是1吨工业燃煤经集中减排后污染物排放量的十几倍。
太阳能发电、风电等替代的是燃煤电厂排放的污染物,而地热供暖替代的则是供暖锅炉的燃煤和直燃散煤产生的污染物。因此,发展地热产业对于治理大气污染的作用更加突出。
专家们普遍认为,国家“十一五”发展规划中列入了风能、太阳能发展目标,10年来风能装机容量从5年的万千瓦增长到年的万千瓦,增长了倍;太阳能光伏发电装机容量从5年的7万千瓦增长到年的万千瓦,增长了倍。今年,国家“十三五”发展规划中也专门编制了地热能开发利用规划,因此地热产业的发展前景不可限量,地热能开发利用的黄金时代很快就会到来。
加快推动地热能规模化开发利用
当前,世界各国都在加快推动地热能的开发利用。
国际地热协会主席亚历山大·里克特指出,地热利用对人民生活质量改进有很大的作用。以冰岛为例,芬兰、挪威、瑞典、丹麦等国每个家庭的用热成本远大于冰岛,冰岛人民感到自己花很少的钱就有充足的热能供应。利用地热供暖,对于中国经济的影响巨大。
对于我国地热资源的开发利用方向,中国科学院院士汪集暘提出:热电并举,以热为主;深浅结合,由浅及深;东西兼顾,西电东热;干湿有度,先湿后干;“一带一路”,地热先行。
热,要借鉴地热能开发利用的“雄县模式”。中国石化新星公司和河北省雄县人民政府合作,统一政策、统一管理、统一规划、统一开发,经过7年时间建成供暖面积万平方米,雄县城区基本实现地热集中供热全覆盖,成为我国第一个“无烟城”。
电,要借鉴西藏羊八井地热发电模式。羊八井海拔米,地热田深米,地热蒸汽温度高达摄氏度。作为我国最大的地热发电站,该电站装机容量占拉萨电网总装机容量的41.5%,在冬季枯水季节,其地热发电出力占拉萨电网的60%。
浅,就是利用地源热泵开发浅层地热资源;深,就是借鉴“雄县模式”开发中深层水热型地热资源。
东,就是在东部地区借鉴“江苏南通小洋口模式”和“广东丰顺模式”,利用浅层地热能、中低温地热资源,打造分布式地热供暖/制冷系统,以解决长三角和珠三角地区冬季供暖、夏季制冷问题。西,就是在西部地区利用高温地热资源发电。
湿,即利用水热型地热资源;干,则是开发利用干热岩资源,但开发难度很大,应慎之又慎!
“一带一路”,地热先行,即借助“一带一路”国家战略,利用沿线国家和地区丰富的地热资源发展地热产业。这里面蕴含巨大的机遇。我国拥有全球最大的建筑市场,现有建筑面积超过亿平方米,若以现有建筑面积的5%和新增建筑面积的40%采用地源热泵供热测算,供热面积可达32.5亿平方米,潜在市场规模1万亿元。
作为我国常规地热开发利用的龙头企业,中国石化新星公司近年来打造地热资源勘探、地热资源评价、地热钻井成井工艺、地热尾水回灌、地热资源梯级利用和信息化系统六大技术体系,形成京津冀、关中、豫鲁、山西、东北三省等区域发展阵地,地热供暖能力达到0万平方米,占全国常规地热供暖的40%,年可替代标准煤万吨、减排二氧化碳万吨。
大力发展常规地热供暖的同时,新星公司还大力发展“地热+”,推进全产业链一体化发展。他们积极进入油田、炼化、钢铁等余热、余气、余压综合利用领域,建成河南油田下二门污水余热利用、中原油田濮三联余热+地热供暖等一批示范项目;利用江河水、湖水、水库水及海水作为热泵冷热源,建医院、荆州四机厂等供暖/制冷项目。
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