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碳中和百万亿级“蓝海”,地热发展需乘势而上

日期:2021-07-26    来源:《中国地热》杂志

国际新能源网

2021
07/26
10:31
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关键词: 碳中和 地热能源 地热市场

我国宣布力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和,这是我国基于推动构建人类命运共同体的责任担当和实现可持续发展的内在要求作出的重大战略决策。地热能在能源革命中具有独特的“先发优势”,目前地热能作为五大非碳基能源之一已纳入到“中国碳中和框架路线图研究”路线中。实现碳达峰、碳中和目标,既涉及能源结构的优化调整,又涉及能源利用效率的提升,这与地热能等减碳技术的应用密切相关。业内人士表示,“十四五”期间,中国地热的步伐应随着“碳达峰”“碳中和”目标的提出乘势而上。

“双碳”目标下的巨量市场机遇

我国力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和的“双碳”目标,为我国实现绿色低碳发展指明了方向。多位业内人士表示,今年是“十四五”开局之年,在碳达峰、碳中和目标下,我国地热产业发展迎来了大发展机遇期。

“要构建清洁低碳安全高效的能源体系,控制化石能源总量,着力提高利用效能,实施可再生能源替代行动,深化电力体制改革,构建以新能源为主体的新型电力系统。”2021年3月15日下午召开的中央财经委员会第九次会议,提出了实现碳达峰、碳中和的基本思路和主要举措。

“实现‘双碳’目标对于中国而言,是一个广泛深刻的经济社会变革。”长三角碳中和战略发展研究院副院长吴炎引用权威机构预测数据表示,如果“双碳”目标达成的话,中国累计新增投资约138万亿元,其中仅可再生能源等7个领域的新增投资就达70万亿元。

北京市通州区区长助理、特聘专家林巍认为,“碳达峰、碳中和”目标的提出,给我国能源行业带来了前所未有发展机遇。他预计,从2030年到2060年,中国要实现碳中和总的投资是100万亿到200万亿。以100万亿为例,30年投资100万亿,每年约为3.3万亿。2008年中央政府为了应对全球金融危机,为全国提供了一次性的流动性资金4万亿,“这3.3万亿,将持续30年”。

“到2030年,中国单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上,非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右,风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上。”这是2020年12月12日气候雄心峰会上透露出的中国国家自主贡献一系列新举措。加快发展可再生能源成为我国发展战略的重要选择,同样也是我国实现“双碳”目标的最佳途径。

实现“双碳”目标,离不开能源结构调整和产业的转型升级。2021年4月14日,国家能源局综合司发布《关于促进地热能开发利用的若干意见(征求意见稿)》。其中表示,到2025年,各地基本建立起完善规范的地热能开发利用管理流程,全国地热能开发利用信息统计和监测体系基本完善,地热能供暖(制冷)面积比2020年增加50%,在资源条件好的地区建设一批地热能发电示范项目;到2035年,地热能供暖(制冷)面积比2025年翻一番。地热能在“碳达峰碳中和”双碳愿景下,迎来了发展繁荣的新机遇。

能源变革下的地热能“先发优势”

在新一轮能源变革中,有观点认为,传统能源有两个方向可以走:一个升级原有产业,让其变得更清洁;一个是转型探索与清洁能源的协同发展。地热能作为地球的本土可再生能源,具有资源量大、能源利用效率高、节能减排效果好等诸多优点,在能源变革下具有独特的“先发优势”。

“相对于太阳能和风能的间歇性和波动性,地热能是稳定可靠的可再生能源,是赋存于地球内部岩土体、流体和岩浆中,能够为人类合理开发和利用的热能。”中国技术监督情报协会地热产业工作委员会主任陈焰华表示,地热能平均能源利用系数高达70%左右,明显高于太阳能、风能、潮汐、水电和生物质等可再生能源,具有很强的竞争力。

中国科学院地质与地球物理研究所地热资源研究中心主任庞忠和介绍,在新能源和可再生能源大家族中,地热发电的利用效率最高,可达90%以上,为光伏发电的5.2倍,风力发电的3.5倍,可作为基本载荷。“地热利用二氧化碳减排优势明显,高温地热发电二氧化碳排放量约为120g/KWh,与燃煤锅炉相比,利用热泵供暖其二氧化碳排量至少可减少50%;若热泵所需电力来自非碳基能源,则二氧化碳减排达100%。”

数据显示,目前全球每年排放的二氧化碳大约是400亿吨,其中14%来自土地利用,86%来自化石燃料利用。而目前我国化石能源占一次能源比重为85%,产生的碳排放约为每年98亿吨,占全社会碳排放总量的近90%。业内人士认为,碳排放受经济发展、产业结构、能源使用、技术水平等诸多因素影响,根源是化石能源的大量开发使用。

全球能源互联网发展合作组织主席刘振亚近日在发表题为《实现碳达峰碳中和的根本途径》的署名文章中指出,解决碳排放问题关键要减少能源碳排放,治本之策是转变能源发展方式,加快推进清洁替代和电能替代(“两个替代”),彻底摆脱化石能源依赖,从源头上消除碳排放。

地热能作为一种清洁低碳能源,近年来在大气污染治理、冬季清洁取暖电能替代工作中发挥了积极重要作用。业内人士认为,在“双碳”目标背景下,未来常规化石能源要逐渐减少,大部分可再生能源都是间歇性、波动性的,而地热能可以连续不间断工作,效率达90%以上,这是其他可再生能源无法相比的。

地热能将纳入国家碳中和路线图

我国拥有较丰富的地热资源,其开发利用前景广阔。中国地质调查局调查结果显示,我国336个地级以上城市规划区范围内浅层地热能年可采资源量折合7亿吨标准煤,水热型地热能年可采资源量折合18.65亿吨标准煤。

近年来,我国地热能产业在政策及市场需求的双重推动下呈现出繁荣发展的景象。2005年以来地源热泵得到了迅速发展,2009年底我国地源热泵装机容量已位列第二,全国推广应用面积突破1亿㎡,此后我国地源热泵进入高速发展期,2017年底应用面积突破5亿㎡,2019年底全国推广应用面积达8.41亿㎡。2020年底,我国地热供暖面积达到接近14亿㎡,居世界第一。

前不久,中国科学院院士汪集暘在出席上海举办的第十八届长三角科技论坛“碳达峰/碳中和背景下的地热资源利用”专题分论坛上表示,地热能将作为五大非碳基能源之一纳入国家碳中和路线图。

据介绍,中国科学院学部设立了重大咨询项目“中国碳中和框架路线图研究”,在这份“国家碳中和路线图”中,要求推动非化石能源替代化石能源,大力发展包括水电、地热能、太阳能、风能、核能在内的五大非碳基能源。如何逐步增加非碳能源,特别是风、光、水、地热、核等的比重成为中科院“中国碳中和框架路线图研究”的专题内容之一。

“地热能与其他可再生能源相比,具有储量大、稳定可靠等特点,在应对气候变化、努力实现双碳目标任务中,地热能将会发挥更大的作用。”中国碳中和框架路线图研究“地热路线”负责人庞忠和向记者介绍,地热能的优点是连续稳定、清洁安全,在非碳能源中是基础负荷。他表示,“中国碳中和框架路线图研究”项目已于今年2月8日启动,近期将提交初稿,有望今年年内完成。

目前,北京市研究“碳中和行动纲要”已趋成熟,即将出台。根据公开报道,北京提出的碳中和的时间为2050年,将比全国的目标提前十年。据了解,北京市碳中和行动,一方面要节约能耗,提升能效;另一方面,要通过净煤、减油、少气等方式控制化石能源消费的增长。同时,大力发展可再生能源,包括鼓励光伏、热泵技术等应用开发利用本地可再生能源。

碳中和目标下我国地热发展方向

为应对“双碳”目标的挑战,地热工作者应做好哪些准备工作?汪集暘建言,以我国地热资源秉赋和分布特征为基础,依据国家需求为目标,分期分批、有计划有目的地制定出各省市的地热开发利用规划,“宜热即热”“宜电即电”“宜养则养”以期达到地热最大的开发利用效益。同时加大科技投入,对一些关键卡脖子问题如“取热不取水”、“砂岩回灌效率”等问题集中攻关,另外还要重视年轻人才的培养。

在碳达峰碳中和目标下,未来我国地热产业发展方向是怎样的?庞忠和认为,建筑供暖制冷等中低温领域是我国地热能利用的主要场景。面向我国建筑供热和新型绿色建筑发展,推动城市建筑规模化地热能供暖制冷项目开发;加强种植养殖、康养旅游等领域的地热应用,助推乡村振兴和农业农村现代化建设。

“同时还要加强地热资源勘查与开发技术研究,推动地热向深层发展,拓展地热能资源总量、品位与经济使用规模。“庞忠和说,开展水热型地热、中深层地热资源勘探,查明地热田地质条件热储特征、资源质量及数量。建立地热资源开发利用大数据平台,为地热资源经济开发利用提供支撑。

规范地热能开发利用管理,建立地热项目常态化监督,保障地热能清洁开发和永续利用,地热能“数字化”管理亟待提上日程。中国地质调查局浅层地温能研究与推广中心主任李宁波介绍,地热能的数字化需求有三个关键词:一是因地制宜,即根据资源条件、社会经济条件进行开发利用;二是融合,即地热能与其他能源融合互补利用;三是智慧化,即能源调控、技术创新、体制机制创新等智慧化。

据记者了解,近日,北京市发布的地方标准《地热动态监测规范》(征求意见稿)指出,地热动态监测应贯穿地热资源勘查和开发利用的全过程;上海市规划和自然资源局近日印发《上海市浅层地热能开发利用管理规定》,对上海市浅层地热能动态监测同样作了明确的规定。

在碳中和目标下,规范地热能开发利用管理、做好碳排放交易权体制机制保障、完善地热能开发利用标准体系建设、优化地热矿业权和取水许可审批流程、地热能数字化发展等正在成为地热发展的核心议题。“地热利用未来发展空间很大,在占社会能耗40%的建筑用能方面,可以为平碳目标做出很大的贡献。”庞忠和说。(文/代海雷)

( 注:原文刊登于2021年6月《中国地热》杂志,转载请注明出处)

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