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碳中和背景下,地热行业哪些难题待破解?

日期:2021-07-19    来源:《中国地热》杂志

国际新能源网

2021
07/19
17:25
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关键词: 碳达峰 碳中和 地热开发

实现碳达峰碳中和

地热能必不可少

2020年9月22日,习近平总书记在第75届联合国大会一般性辩论上宣布:我国二氧化碳排放力争2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现“碳中和”的承诺。

“十三五”期间,国家出台了首份“地热能开发利用规划”,推动了地热能产业的发展。今年是“十四五”开局之年,我们面对的是国家实现“2030年前碳达峰”“2060 年前碳中和”两个新的奋斗目标。我国能源发展由清洁高效进入了降碳节能的新阶段。而作为清洁、零碳能源的地热能,迎来了空前的发展机遇。“十四五”规划中就明确提出,因地制宜开发利用地热能。

地热能是一种绿色低碳、可循环利用的可再生资源,具有储量大、分布广、清洁环保、稳定可靠等特点,是一种现实可行且具有竞争力的清洁能源。地热能开发利用对于促进能源革命、减少温室气体排放、改善生态环境具有重要意义,是未来能源转型的新方向。地热能极其稳定,不受昼夜、季节、气候等因素影响,在高温地热资源丰富的地区开展地热发电项目建设和产业发展规划,对改善能源结构、增长地方经济、促进高质量发展,实现碳达峰、碳中和目标有着十分重要的现实意义。

由于以下优点地热能可作为支持碳达峰碳中和目标的实现的重要能源之一。地热能在地球的蕴藏量丰富。且相对于太阳能和风能的不稳定,地热不受天气季节变化的影响,热量由地球本身来补充。地热发电成本低,在发电成本上多数情况下都比水电、火电、核电要低。此外,地热对环境影响小,可以大大减少环境的污染。主要可以总结为更清洁、更可持续、更可再生、更环保、占地面积比较小、分布较广等优点。

以“西安研究院高新院区地热供暖示范工程”为例,工程实施后,与传统的锅炉供暖方式相比,地热供暖可节约能源50%以上,一个供暖季可节约标准煤1241吨,减少二氧化碳排放3252吨、二氧化硫9吨、氮氧化合物10吨,经济效益、环境效益显著。

但是目前为止,地热能的开发利用仍存在一些局限,需要进一步技术突破的支持。因此也是目前地热从业者以及科研人员需要为之努力的方向。地热能的利用在技术层面上有待发展的主要是对于开采点的准确勘测,以及对地热蕴藏量的预测。由于一次钻探的成本较高,找到合适的开采点对于地热项目的投资建设至关重要。地热产业属于资本密集型行业,从投资到收益的过程较为漫长。

除此以外,技术、地热勘察、成本以及人才都是地热目前面临的主要难题。首先,地热利用技术发展严重失衡。我国地热高温利用与国际相比还有一定差,还需继续加大投入。其次,我国地热勘察程度较低。再次,地热发电有着非常高昂的初始投资成本,钻井前期工作以及钻井工作成本巨大。最后,人力资源匮乏。地热能源发展迟缓导致相关人才不足的现象将成为地热发电行业未来发展的主要障碍。

根据“30碳达峰、60碳中和”的目标,能源结构转型是关键。对我国来说,就是要加快转变以煤为主的能源结构,大力发展绿色清洁能源。对于今后地热的开发利用,需要在贯彻“在保护中开发,在开发中保护”的方针前提下,科学编制地热开发利用规划,加强管理。可以将地热开发与城镇化同步发展,有机结合起来。可以利用地热供暖作为传统热网的有效补充,解决新建建筑的供能问题,并应享受城镇基础设施相关政策支持。结合地热能分布式能源的特点,在人口密度较低且相对集中的村镇地区,地热供暖可以作为清洁供暖方式加以推广以解决燃气管网难以覆盖、电网负荷难以承受的问题。

对于地热能开发利用来说,技术永远是关键性的因素。对于产业规模化发展来说,提升技术意味着可以有效降低成本,增长经济效益和环境效益。目前,在我国高温地热资源发电、地热井供暖、地源热泵等技术进步的同时,干热岩梯级开发利用、中低温地热能发电、特殊地质构造条件下地热井回灌技术等还需加快探索的脚步。为此,相关地热从业者可以充分利用产学研用相结合的有效途径进行技术突破产业规模化发展。此外,地热能发展需要有统一的规划、统一的监管以及优惠政策的扶持,营造公平公正的市场环境。

地热资源开发利用不能乱,一定要有规划有准备的进行。有些地热井的开发主体为了追求利益最大化,一味降低成本,导致地热水回灌不够甚至不回灌,造成土壤、地表水污染,乃至对地下水水位和地面沉降造成影响。地热能发展一定要处理好和生态保护的关系, 因地制宜的发展,以此促进地热能及地源热泵企业的长足发展,积极推动碳达峰、碳中和目标的实现。

作者张晓晖,苏州大学能源学院,原文刊登于2021年6月《中国地热》杂志。

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