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地熱資源開發(fā)利用
淺層地熱,可再生能源的下一個藍海?
文章來源:地大熱能 發(fā)布作者: 發(fā)表時間:2019-08-30 14:23:42瀏覽次數(shù):1689
與風能、太陽能等新能源一樣,淺層地熱能在《可再生能源法》中被明確列入新能源所鼓勵的發(fā)展范圍,但在實際推廣利用中,所獲得的關注卻不是很高。目前我國淺層地熱利用的現(xiàn)狀如何?有哪些潛力?在開發(fā)中應該注意什么問題?
入冬以來,供暖問題一直是社會關注的焦點。國家發(fā)展改革委等六部門近日印發(fā)的《關于加快淺層地熱能開發(fā)利用促進北方采暖地區(qū)燃煤減量替代的通知》提出,到2020年,淺層地熱能在供熱(冷)領域得到有效應用,應用水平得到較大提升,在替代民用散煤供熱(冷)方面發(fā)揮積極作用,區(qū)域供熱(冷)用能結構得到優(yōu)化。
與風能、太陽能等新能源一樣,淺層地熱能在《可再生能源法》中被明確列入新能源所鼓勵的發(fā)展范圍,但在實際推廣利用中,所獲得的關注卻不是很高。目前我國淺層地熱利用的現(xiàn)狀如何?有哪些潛力?在開發(fā)中應該注意什么問題?中國經(jīng)濟導報記者日前走訪了業(yè)界學者和相關專家。
淺層地熱能是指地下200米以內(nèi)土壤和地下水中所蘊藏的地溫熱能,采用熱泵技術進行采集利用后,不僅可以供暖,還可以制冷。與光伏、風能、水能、生物質(zhì)能、海洋能、潮汐能等可再生能源相比,淺層地熱能具有分布廣泛、可循環(huán)再生、儲量巨大、可就近利用等優(yōu)點,而且受季節(jié)性影響較小。
“在冬季利用地熱給居民供暖在丹麥運用就很廣泛?!钡し鹚?a href="http://www.622810.cn/t/中國.html" >中國副總裁車巍說。該公司是丹麥最大的跨國工業(yè)制造公司之一,一直致力于通過創(chuàng)新技術減少能源浪費和二氧化碳排放。
目前,安徒生筆下的丹麥人又在創(chuàng)造另外一個“童話”——“能源童話”。車巍告訴記者,丹麥是全球能效最高的國家之一,經(jīng)濟總量與能耗、水耗和碳排放實現(xiàn)了脫鉤;到2030年,煤炭將退出丹麥電廠的燃料系統(tǒng),到2035年,采暖系統(tǒng)全部由可再生能源驅(qū)動,并正在向2050全面建成零碳社會的戰(zhàn)略目標穩(wěn)步邁進。
“丹麥敢于制定如此激進的目標,最重要的原因就是‘區(qū)域供暖’的廣泛使用。”車巍談到,雖然丹麥是一個農(nóng)業(yè)國家,500多萬居民散居在大大小小的城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村之間,丹麥的冬季供暖系統(tǒng),主要是運用很好的區(qū)域能源的技術,可再生能源在丹麥的熱力供應中的比重已經(jīng)超過了天然氣和煤炭,穩(wěn)居首位。其中很大一部分是運用了地熱,并覆蓋了丹麥60%以上居民。
記者了解到,“十二五”期間,國土資源部中國地質(zhì)調(diào)查局組織完成了我國336個地級以上城市淺層地熱能調(diào)查,31個?。▍^(qū)、市)地下熱水資源調(diào)查,基本查明我國地熱資源賦存條件、分布特征與開發(fā)利用現(xiàn)狀,初步評價了全國地熱資源量。結果表明,我國地熱資源年可開采量折合標準煤約26億噸,目前年開采量僅相當于2100萬噸標準煤,開發(fā)利用潛力巨大。
2017年初國家發(fā)展改革委發(fā)布的《地熱能開發(fā)利用“十三五”規(guī)劃》指出,目前,淺層地熱能供暖(制冷)技術已基本成熟。淺層地熱能應用主要使用熱泵技術,2004年后年增長率超過30%,應用范圍擴展至全國,其中80%集中在華北和東北南部,包括北京、天津、河北、遼寧、河南、山東等地區(qū)。截至2015年底,全國淺層地熱能供暖(制冷)面積達到3.92億平方米,全國水熱型地熱能供暖面積達到1.02億平方米。地熱能年利用量約2000萬噸標準煤。
開發(fā)利用仍處起步階段
“隨著傳統(tǒng)能源的緊缺和人們對開發(fā)新能源和再生能源的重視以及熱泵技術的日益成熟,淺層地熱能的開發(fā)利用得到了快速發(fā)展。但是,由于發(fā)展時間短,總體上還處于起步階段?!眳⑴c該調(diào)查的中國地質(zhì)調(diào)查局專家告訴中國經(jīng)濟導報記者。
首先,對淺層地熱能勘查、評價的重要性尚認識不足。她表示,“我國幅員遼闊,各地區(qū)地質(zhì)和水文地質(zhì)條件的復雜性和多變性,導致各地區(qū)巖(土)層的導熱性和水文地質(zhì)參數(shù)差異巨大,在一個地區(qū)能成功應用的地下?lián)Q熱系統(tǒng),在另一地區(qū)往往并不適用。由于對淺層地熱能勘查、評價的重要性尚認識不足,一些水源熱泵工程承包方在不了解各地區(qū)地質(zhì)、水文地質(zhì)條件和回灌工藝的情況下,盲目承包水源熱泵系統(tǒng)工程,導致出現(xiàn)了許多不該出現(xiàn)的問題,如抽取的地下水回灌不下去,不僅浪費了寶貴的地下水資源,還造成了不良的生態(tài)、環(huán)境和經(jīng)濟后果?!?/div>
“淺層地熱能開發(fā)利用應加強前期地質(zhì)勘查工作,工程設計有依據(jù),才能做到工程運行后期冷熱均衡,保證可持續(xù)利用?!彼硎?。
同時,調(diào)查組發(fā)現(xiàn),我國的地源熱泵工程規(guī)模普遍比國外的大,國外大部分都集中在1萬平方米以下,我國十幾萬平方米的工程很多,而且建設規(guī)模有越來越大的趨勢,現(xiàn)在20萬~30萬平方米的工程很多城市都有。工程越大對地下環(huán)境的要求越高,尤其是大量地埋管換熱器集中在一個地塊,在城市里不但沒有充足的地下空間,而且對地下環(huán)境的影響也很大。有些工程把成百上千的地埋管換熱器集中布置在一塊地方,長期運行后,在中間部位的換熱器的換熱能力大大下降,從而影響整個地源熱泵系統(tǒng)的效率,甚至導致系統(tǒng)的癱瘓。
“淺層地熱能開發(fā)運行中,應對地熱場進行長期監(jiān)測,掌握區(qū)域內(nèi)地質(zhì)參數(shù)變化情況,積累數(shù)據(jù)與經(jīng)驗,改進工程設計。避免系統(tǒng)運行對地下環(huán)境產(chǎn)生的間接影響,同時又可以保障工程運行效能比?!彼硎荆瑴\層地熱能開發(fā)利用是一項涉及多專業(yè)的系統(tǒng)工程,關鍵技術多而復雜,但目前市場準入制度不嚴,設計施工人員素質(zhì)、技術水平良莠不齊,造成部分項目運行成本偏高、資源浪費,一定程度上制約了該技術推廣應用。
部分城市積累了一定經(jīng)驗
我國淺層地熱能開發(fā)利用近年來年均增長速度在10%以上,截至2015年底,我國利用淺層地熱能實現(xiàn)建筑物供暖制冷的地區(qū)主要分布在北京、天津、河北、遼寧、山東、湖北、江蘇、上海等人口密集的城市區(qū),其中京津冀地區(qū)開發(fā)利用規(guī)模最大,約占全國的20%。如沈陽市地源熱泵應用項目620多個,實現(xiàn)建筑物供暖面積達3600余萬平方米,相當于沈陽市集中供暖面積的17%,年替代標準煤162萬噸,減少二氧化碳排放387萬噸。淺層地熱能還在北京奧運村等重大工程中得到很好利用,多年運轉效果良好。
根據(jù)中國地質(zhì)調(diào)查局的調(diào)查,雄安新區(qū)的地熱資源具有埋藏淺、溫度高、水質(zhì)好、易回灌等特點。雄安新區(qū)的核心區(qū)均為適宜區(qū)和較適宜區(qū),土壤源熱泵僅在北部部分區(qū)域出現(xiàn)較適宜區(qū),核心區(qū)大部分為適宜區(qū)。
據(jù)介紹,目前雄縣城區(qū)基本實現(xiàn)了地熱集中供熱全覆蓋,成為我國第一個“無煙城”,成功打造了技術可復制、經(jīng)驗可推廣的“雄縣模式”。主城區(qū)采用供熱以中深層地熱為主,淺層地熱、再生水余熱、垃圾發(fā)電余熱為輔,在中心建筑密度高的商業(yè)區(qū)域考慮燃氣等清潔能源為補充的“地熱+”多能互補方案,可解決雄安新區(qū)的供熱制冷需求。目前看,雄縣是開發(fā)利用程度最好的地區(qū),安新和容城開發(fā)利用程度較低,均具有巨大的開采潛力。
中國經(jīng)濟導報記者從天津市國土房管局了解到,天津市地熱資源分布面積達8700多平方千米,主要分布在中心城區(qū)、濱海新區(qū)、東麗區(qū)、津南區(qū)、西青區(qū)、北辰區(qū)、武清區(qū)西南部、寶坻區(qū)、靜海區(qū)和寧河區(qū)等區(qū)域。該市從2010年就開始進行淺層地熱開發(fā)利用試點工作。
隨著該市地熱資源開發(fā)利用規(guī)模的提高,保護壓力逐漸加大,特別是該市歷史上形成的地熱開采單井利用后未經(jīng)回灌直接排放,造成熱儲壓力持續(xù)下降,直接影響到地熱資源的可持續(xù)開發(fā)利用。此外,出售地熱水行為也將導致個別區(qū)域地面沉降,地熱尾水排放還可能帶來熱污染問題。針對這些問題,該市目前正在嚴查出售地熱水行為,實現(xiàn)保護性開發(fā)。同時,在制定礦業(yè)權市場基準價時,對地熱開發(fā)用于供暖實行了優(yōu)惠政策,供熱用途的地熱礦業(yè)權市場基準價為0.3~1.7元/立方米,非供熱用途的地熱礦業(yè)權市場基準價為0.7~2.2元/立方米。
將迎來黃金發(fā)展期
《地熱能開發(fā)利用“十三五”規(guī)劃》要求,在“十三五”時期,新增地熱能供暖(制冷)面積11億平方米,其中:新增淺層地熱能供暖(制冷)面積7億平方米;新增水熱型地熱供暖面積4億平方米。到2020年,地熱供暖(制冷)面積累計達到16億平方米,地熱發(fā)電裝機容量約530MW。2020年地熱能年利用量7000萬噸標準煤,地熱能供暖年利用量4000萬噸標準煤。京津冀地區(qū)地熱能年利用量達到約2000萬噸標準煤。
“地熱作為有效的清潔能力,應該大力發(fā)展,但一定要因地制宜,不能一哄而上?!避囄”硎?。
如何做到因地制宜?《通知》也做了相應的要求:相關地區(qū)要充分考慮本地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平、區(qū)域用能結構、地理、地質(zhì)與水文條件等,結合地方供熱(冷)需求,對現(xiàn)有非清潔燃煤供暖適宜用淺層地熱能替代的,應盡快完成替代;對集中供暖無法覆蓋的城鄉(xiāng)結合部等區(qū)域,在適宜發(fā)展淺層地熱能供暖的情況下,積極發(fā)展淺層地熱能供暖。
同時根據(jù)供熱資源稟賦,因地制宜選取淺層地熱能開發(fā)利用方式。對地表水和污水(再生水)資源稟賦好的地區(qū),積極發(fā)展地表水源熱泵供暖;對集中度不高的供暖需求,在不破壞土壤熱平衡的情況下,積極采用分布式土壤源熱泵供暖;對水文、地質(zhì)條件適宜地區(qū),在100%回灌、不污染地下水的情況下,積極推廣地下水源熱泵技術供暖。
中國地質(zhì)調(diào)查局調(diào)查組建議,城市新區(qū)、重大工程、新農(nóng)村建設及舊城改造過程中,應大力推廣利用淺層地熱能供暖制冷。當前應重點在我國中東部的北京、天津、上海等13個?。ㄊ校﹥?yōu)先推廣淺層地熱能開發(fā)利用。鑒于淺層地熱能開發(fā)利用工程初始投資較大,建議加大政策扶持力度。
《通知》對于扶持政策作了詳細的規(guī)定,淺層地熱能開發(fā)利用項目運行電價和供暖收費按照《國家發(fā)展改革委關于印發(fā)北方地區(qū)清潔供暖價格政策意見的通知》等相關規(guī)定執(zhí)行。對通過合同能源管理方式實施的淺層地熱能利用項目,按有關規(guī)定享受稅收政策優(yōu)惠,并在中央預算內(nèi)資金積極支持淺層地熱能利用項目建設。同時,將淺層地熱能供暖納入供暖行業(yè)支持范圍,符合當?shù)?a href="http://www.622810.cn/t/供熱管理.html" >供熱管理相關要求的淺層地熱能供熱企業(yè)作為熱力產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)和熱力產(chǎn)品經(jīng)營企業(yè)享受供熱企業(yè)相關支持政策。
《通知》還要求支持社會資本參與開發(fā)。鼓勵相關地區(qū)創(chuàng)新投融資模式、供熱體制和供熱運營模式,進一步放開城鎮(zhèn)供暖行業(yè)的市場準入,大力推廣政府和社會資本合作(PPP)模式,積極支持社會資本參與淺層地熱能開發(fā)。鼓勵投資主體發(fā)行綠色債券實施淺層地熱能開發(fā)利用。鼓勵金融機構、融資租賃企業(yè)創(chuàng)新金融產(chǎn)品和融資模式支持淺層地熱能開發(fā)利用。鼓勵相關地區(qū)創(chuàng)新投融資模式、供熱體制和供熱運營模式,進一步放開城鎮(zhèn)供暖行業(yè)的市場準入,大力推廣政府和社會資本合作(PPP)模式,積極支持社會資本參與淺層地熱能開發(fā)等。
(來源:中國分布式能源網(wǎng);作者:王敏)
(來源:中國分布式能源網(wǎng);作者:王敏)
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