9月15日至17日,被誉为地热界“奥林匹克”的世界地热大会在北京举办,引起广泛关注。大会发布了《北京宣言》,呼吁各国联合起来共同开发地热,助力全球实现碳中和。《北京宣言》认为,地热资源丰富、绿色环保、供应稳定,其开发利用正当其时。
目前,全球近140个国家以立法或政府倡议等形式宣告各自的碳中和目标,全球能源革命、能源转型加速推进,这将是包括地热在内的可再生能源发展的强大推动力。换言之,人类在碳中和方面的高度一致性为能源发展赋能。地热开发利用有资源基础,有现实需求,有强大的发展潜力。
地热开发利用具有多重优势
地热资源非常丰富,是产业化的重要支撑。地热来自地球内部。地球在形成之时内部便蓄积了大量热能,地球内部的放射性元素释放的热能源源不断。同时,太阳照射地球,地表蓄积的热能成为浅层地热的重要组成部分。人类开发利用地热的历史相当久远,产业化发展也取得了一定进展。发展到今天,地热在旅游、农业、发电、融雪、工业等方面皆有应用。较之当前发展势头正盛的风能、太阳能,地热开发利用的历史要久远得多,但地热产业化水平远远滞后。地热开发利用技术难度大、投资门槛高等诸多因素对其产业现代化进程均有影响。碳中和目标的提出将有望改变地热产业发展滞后的局面,将地热与绿色发展天然融合的优势激发出来。
全球地热发电装机容量(1970年—2020年)
地热应用领域非常广泛。早期的地热利用是顺其自然取其热,利用方式比较原始。现在,地热的重要性凸显,对地热的认识也要取得突破。
地热可以用于建筑的供暖和制冷,可以替代目前用于供暖和制冷的电力、天然气、煤炭等。其中典型的技术是地源热泵技术,其能效比可以达到1∶4(消耗一个单位的电力可以获得4个单位的热能),效率要高于空气源热泵和空调,集中供暖优势更为明显。居所冬天温暖、夏天凉爽是生活水平提升的表现之一,地热的应用可满足这一生活需要。国内外地热在建筑上的应用比比皆是。中国是全球最大的地热直接利用国,国内城市很多大型公共建筑,比如机场、车站、医院、商场等供暖、制冷能源来自地热。著名的北京大兴国际机场、国家大剧院就是依靠地热供暖。
地热不仅能助力实现碳中和,而且能保障能源安全。2022年俄乌冲突爆发后,欧洲对俄罗斯油气的进口量显著下降,陷入能源危机。同年,欧洲各国民众购买热泵,主要用于冬季供暖,这导致欧洲市场热泵脱销。民众这种带有预防性质的自发的市场行为,从深层次折射出使用本土能源的重要性。
能源安全最核心的内涵是能源本土化供应能力增强。地热是地地道道的本土能源,特别是浅层地热,基本上可以“就地取材”。建筑行业是用能大户,不考虑建材制造环节,仅建筑的正常运行用能一般就占到一个国家用能总量的20%,运行消耗的能源中绝大部分用于供暖和制冷。地热资源供应稳定,且无论是中深层还是浅层地热,均可以通过热泵技术实现开发利用。
政策扶持破除高成本障碍
目前,地热开发利用面临的主要挑战是其用于供暖、制冷时初期投资比较大,特别是用于发电时,初期投资大导致推广和应用受到限制。很多投资者因地热项目投资门槛高望而却步。从全周期角度看,无论是用于供暖还是发电,地热项目经过初期投资形成产能之后,运行成本较低,具有运行方面的后发优势。因此,只要政府在地热项目初期投资时对其给予降低成本的政策支持(财税优惠、补贴、信贷优惠等),就可以提高项目经济性,提高市场积极性。
从外部因素看,碳市场、碳税制度的形成与完善,很大程度上可以减轻地热项目成本高的压力。地热项目运行后,因减碳可以享受到碳排放配额交易方面的补贴以及碳税减免。特别是地热发电项目运行稳定,容量因子高,可以与所在地区风能、太阳能等新能源形成良好的互补关系,减轻储能和火电调峰压力,从而成为以可再生能源为主的电力系统的重要组成部分。地热在这方面有贡献,也应该享受一定的补贴,这种补贴可以来自电网均摊,不一定来自政府补贴。
我国是能源消费大国和能源生产大国,目前煤炭在一次能源消费中的占比为57%左右,减排任务重。我国实现“双碳”目标面临的挑战较国际社会更为严峻。这一现实将促使我们竭尽全力在可再生能源发展方面“做足文章”,不放过任何机会。既要安全,又要低碳,是我国能源发展的基本立足点。我国经济发展潜力大,为协调好经济增长导致的能源需求增长与减排硬约束方面的矛盾,我国在能源政策方面从能耗双控向碳排放双控转变,为可再生能源消费增长“开绿灯”。地热资源供应稳定,具有天然优势。只要解决好其成本高的问题,地热产业的竞争力一定会释放出来。下一步发展攻关的重点因此更加明确。《北京宣言》必将推动地热产业发展迈向新高度。