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实现全城无烟 地热大有可为

北极星分布式能源网 来源:中国科学报    2019/6/17 16:04:09 我要投稿

北极星分布式能源网讯:我国城镇化建设正处于深入发展的关键期,推动新型城镇化要把生态文明理念全面融入城镇化发展过程中,地热能在城镇供暖清洁化转型中大有可为。

“雄县没有烟囱,你看,这里是无烟城。”中国石化绿源地热能开发有限公司技术总监孙彩霞骄傲地说。

出了北京五环,南行100多公里,便来到了河北雄县,在这里,地热能供暖已经覆盖了全县95%以上的建筑,彻底摆脱了冬季燃煤供暖带来的种种污染问题。地热能也成为雄安新区第一个得到确认的具体投资领域。

为促进地热能在城镇供暖清洁化转型中发挥更大的作用,中国工程院此前向相关机构报送了一份《关于营造良好发展环境壮大我国地热产业的建议》。近日,中国工程院院士、中国地源热泵产业联盟名誉理事长曹耀峰在“未来能源大会(FEC2019)暨第十五届中国能源战略投资论坛”上透露,国家能源局正在梳理整合各部委的意见,近期将对中国工程院进行答复。同时,国家能源局还正推进《地热管理办法》的制定工作,现已展开多轮实地调研。

“我国城镇化建设正处于深入发展的关键期,推动新型城镇化要把生态文明理念全面融入城镇化发展过程中,地热能在城镇供暖清洁化转型中大有可为。”曹耀峰强调说。

一批示范案例落地

在中国北方,每逢采暖季,空气质量会经历一番二氧化碳、二氧化硫、粉尘等燃煤排放物的“洗礼”,供暖行业污染“贡献”大已成为共识。而雄县这座“无烟城”因为地热能的利用,成功完成了供暖清洁化的转型。

雄县约六成土地蕴藏地热资源,一直吸引国内外能源专家前来考察。在雄县地热开采形成规模之初,中科院地质与地球物理研究所地热资源研究中心主任庞忠和就带领科研团队进入雄县,着重研究尾水回灌问题,用现场实验和数学模型技术,对地热储的温度分布、渗透性分布等指标提出专业化意见,以达到最优化可持续开发,支撑规模效益。

河北绿源地热能开发有限公司副总经理杨炳良是土生土长的雄县人。据他回忆,上世纪70年代,雄县便有地热供暖,但那时候大部分都是无序开采。但现在,“雄县模式”技术上的核心是“取热不取水”,从开采井将地热水抽出后,通过换热器取热,然后由回灌井将冷水重新注回地下水层。与此同时,另一套自来水循环系统将经过加热的水通过供暖管道送入千家万户,这样实现“采灌平衡”。

在良好的发展大形势下,除了“雄县样本”,我国也已经打造了一批地热能示范工程。曹耀峰举例说,世界园艺博览会三大主体建筑就采用“地热两能+水蓄能+常规能源调峰”的能源方案;即将通航的北京大兴国际机场则采用浅层地热能供暖制冷,建成后将是国内最大的单项地源热泵系统工程,供暖制冷规模250万平方米;北京副中心行政办公区一期工程采用以“浅层地热能为主,深层地热能为辅,其他清洁能源补充”的能源供给方案,为数百万平方米的建筑群供暖制冷。

加快资源勘查评价力度

“宜电则电、宜气则气、宜热则热、宜煤则煤”是去年国务院印发的《打赢蓝天保卫战三年行动计划》中提出的推进清洁取暖的四条原则。在曹耀峰看来,“总体思路中添加了‘宜热则热’,意味着经过一段时间实践论证,地热供暖得到了肯定认可,未来将取得更大规模的推广。”

相对于风能、太阳能等其他可再生资源而言,地热能更加稳定可靠,可作为基础能源,并参与调峰。但曹耀峰同时指出,地热能也属于能源矿产,但与煤炭、石油、天然气等能源矿产不同的是,其开发利用中,水是重要载体,因此还受《水法》的影响。“地热管理涉及自然资源、水利、能源等部委,目前管理分工尚不明确,以致政出多门,制约了地热产业的发展。”

对此,他与多位院士联名建议,要借助国家实施机构改革的机遇,理顺管理体制,抓紧制定出台《中国地热资源勘探开发管理办法》,指定地热主管部门,明确管理分工,促使相关部门各司其职、协同管理。

除了加速营造地热产业良好的政策环境,曹耀峰还建议要加大地热资源勘查评价力度,特别是加大基础性地热勘查工作。一是加强大地热流测量工作,美国已经公开发表了1.7万多个大地热流数据,而中国大陆地区仅公开发表1230个;二是加大浅层地热资源勘查评价范围,抓紧开展县级及以下区域勘查评价工作;三是加大中深层地热资源勘查评价深度与精度,开展覆盖全国重点地区地热田的勘查工作。

不仅如此,曹耀峰还强调要对战略性替代资源干热岩重点关注、加速布局,并建议组织专家制定干热岩技术发展路线图,统一规划布局,建设数个干热岩勘查开发先导试验区。

曹耀峰透露,国家能源局已经组织国家地热能中心等单位,召开了数轮地热开发利用推进会议,研究部署壮大地热产业的系列方法举措。

地热能开采需审慎而行

尽管廉价、清洁、可持续等优势为地热能许下了美好未来,但仍有一部分人对它的开发持审慎态度。

韩国浦项市就曾在2017年发生过一起有记录以来破坏力最大的地震,并导致数十人受伤。对于地震引发的原因,韩国釜山大学地震学家Kwanghee Kim的解释是:“油井的高压水润滑了岩石中的一个未知断层,导致它滑动并引发地震。”

不过,中国能源研究会地热专业委会专家委员会主任郑克棪认为,“一般引发地震的都是干热岩开发,压裂过程注入大量高压水,使岩石裂开,发生三四级地震,常规地热开发是不会诱发地震的。”

中国地质大学能源学院教授李克文也对《中国科学报》表示,地热能开发如果不知道怎样控制有关参数和工况,可能会引起地震;对热储特性参数了解不充分,在压裂与开发过程中也可能会引起地震。不过,他认为一般情况下这种地震的震级比较小,而且是完全可以避免的,也不存在其他地质风险。

地热开发是否会引起地震,虽然在学术界存在一定的争论,不过在国内尚未有相关报道。天津地热勘查开发设计院高级工程师田光辉就表示,天津开发地热已经有几十年的历史了,目前尚未发现地热开发引起的地震。

不过,行业专家建议,在地热能开发之前,对地质环境进行监测尤为重要。要实现地热资源的综合高效利用,应遵循开发与保护并重的原则,制定科学的地热开发资源规划方案,对于布局不合理、不进行回灌的地热资源,应根据实际情况,因地制宜地进行改造。

《中国科学报》 (2019-06-17 第7版 能源化工)


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