地热能利用的现状与潜力
栏目:供热资讯 发布时间:2020-04-30
 地热能是一种绿色低碳、可循环利用的可再生能源,是一种现实可行且具有竞争力的清洁能源。与风能、太阳能等新能源一样,浅层地热能在《可再生能源法》中被明确支持与鼓励,目前我国浅层地热利用的现状与发展潜力如何?在地热能开发利用中还需注意什么问题?

 地热能是一种绿色低碳、可循环利用的可再生能源,是一种现实可行且具有竞争力的清洁能源。与风能、太阳能等新能源一样,浅层地热能在《可再生能源法》中被明确支持与鼓励,目前我国浅层地热利用的现状与发展潜力如何?在地热能开发利用中还需注意什么问题?接下来我们一起来了解一下。

  浅层地热能潜力巨大

      浅层地热能是指地下200米以内土壤和地下水中所蕴藏的地温热能,采用热泵技术进行采集利用后,不仅可以供暖,还可以制冷。与光伏、风能、水能、生物质能、海洋能、潮汐能等可再生能源相比,浅层地热能具有分布广泛、可循环再生、储量巨大、可就近利用等优点,而且受季节性影响较小。

      国土资源部中国地质调查局在“十二五”期间组织完成了我国336个地级以上城市浅层地热能调查,31个省(区、市)地下热水资源调查,结果表明,我国地热资源年可开采量折合标准煤约26亿吨,目前年开采量仅相当于2100万吨标准煤,开发利用潜力巨大。2017年国家发展改革委发布的《地热能开发利用“十三五”规划》指出,目前,浅层地热能供暖(制冷)技术已基本成熟。

      浅层地热能应用主要使用热泵技术,2004年后年增长率超过30%,应用范围扩展至全国,其中80%集中在华北和东北南部,包括北京、天津、河北、辽宁、河南、山东等地区。截至2015年底,全国浅层地热能供暖(制冷)面积达到3.92亿平方米,全国水热型地热能供暖面积达到1.02亿平方米。地热能年利用量约2000万吨标准煤。

  地热开发利用仍在起步阶段

      “随着传统能源的紧缺和人们对开发新能源和再生能源的重视以及热泵技术的日益成熟,浅层地热能的开发利用得到了快速发展。但是,由于发展时间短,总体上还处于起步阶段。”

      专家表示,“我国幅员辽阔,各地区地质和水文地质条件的复杂性和多变性,导致各地区岩(土)层的导热性和水文地质参数差异巨大,在一个地区能成功应用的地下换热系统,在另一地区往往并不适用。由于对浅层地热能勘查、评价的重要性尚认识不足,一些水源热泵工程承包方在不了解各地区地质、水文地质条件和回灌工艺的情况下,盲目承包水源热泵系统工程,导致出现了许多不该出现的问题,如抽取的地下水回灌不下去,不仅浪费了宝贵的地下水资源,还造成了不良的生态、环境和经济后果。”实践表明,“浅层地热能开发利用应加强前期地质勘查工作,工程设计有依据,才能做到工程运行后期冷热均衡,保证可持续利用。

      “浅层地热能开发运行中,应对地热场进行长期监测,掌握区域内地质参数变化情况,积累数据与经验,改进工程设计。避免系统运行对地下环境产生的间接影响,同时又可以保障工程运行效能比。”专家指出,浅层地热能开发利用是一项涉及多专业的系统工程,关键技术多而复杂,但目前市场准入制度不严,设计施工人员素质、技术水平良莠不齐,造成部分项目运行成本偏高、资源浪费,一定程度上制约了该技术推广应用。

  部分城市积累了一定经验

      我国浅层地热能开发利用近年来年均增长速度在10%以上,截至2015年底,我国利用浅层地热能实现建筑物供暖制冷的地区主要分布在北京、天津、河北、辽宁、山东、湖北、江苏、上海等人口密集的城市区,其中京津冀地区开发利用规模最大,约占全国的20%。如沈阳市地源热泵应用项目620多个,实现建筑物供暖面积达3600余万平方米,相当于沈阳市集中供暖面积的17%,年替代标准煤162万吨,减少二氧化碳排放387万吨。浅层地热能还在北京奥运村等重大工程中得到很好利用,多年运转效果良好。

      根据中国地质调查局的调查,雄安新区的地热资源具有埋藏浅、温度高、水质好、易回灌等特点。雄安新区的核心区均为适宜区和较适宜区,土壤源热泵仅在北部部分区域出现较适宜区,核心区大部分为适宜区。中国工程院院士卢耀如指出,雄安新区浅层地热资源十分丰富,加强资源调查评价、理论与技术创新,有望建成地热能开发利用的全球样板。

      据介绍,目前雄县城区基本实现了地热集中供热全覆盖,成为我国第一个“无烟城”,成功打造了技术可复制、经验可推广的“雄县模式”。主城区采用供热以中深层地热为主,浅层地热、再生水余热、垃圾发电余热为辅,在中心建筑密度高的商业区域考虑燃气等清洁能源为补充的“地热+”多能互补方案,可解决雄安新区的供热制冷需求。目前看,雄县是开发利用程度最好的地区,安新和容城开发利用程度较低,均具有巨大的开采潜力。

  地热能将迎来黄金发展期

      《地热能开发利用“十三五”规划》要求,在“十三五”时期,新增地热能供暖(制冷)面积11亿平方米,其中:新增浅层地热能供暖(制冷)面积7亿平方米;新增水热型地热供暖面积4亿平方米。到2020年,地热供暖(制冷)面积累计达到16亿平方米,地热发电装机容量约530MW。2020年地热能年利用量7000万吨标准煤,地热能供暖年利用量4000万吨标准煤。京津冀地区地热能年利用量达到约2000万吨标准煤。业内人士初步估算,“十三五”期间,浅层地热能供暖(制冷)可拉动投资约1400亿元。

      如何做到因地制宜?《通知》也做了相应的要求:相关地区要充分考虑本地区经济发展水平、区域用能结构、地理、地质与水文条件等,结合地方供热(冷)需求,对现有非清洁燃煤供暖适宜用浅层地热能替代的,应尽快完成替代;对集中供暖无法覆盖的城乡结合部等区域,在适宜发展浅层地热能供暖的情况下,积极发展浅层地热能供暖。

      同时根据供热资源禀赋,因地制宜选取浅层地热能开发利用方式。对地表水和污水(再生水)资源禀赋好的地区,积极发展地表水源热泵供暖;对集中度不高的供暖需求,在不破坏土壤热平衡的情况下,积极采用分布式土壤源热泵供暖;对水文、地质条件适宜地区,在100%回灌、不污染地下水的情况下,积极推广地下水源热泵技术供暖。

      中国地质调查局调查组建议,城市新区、重大工程、新农村建设及旧城改造过程中,应大力推广利用浅层地热能供暖制冷。当前应重点在我国中东部的北京、天津、上海等13个省(市)优先推广浅层地热能开发利用。鉴于浅层地热能开发利用工程初始投资较大,建议加大政策扶持力度。

      《通知》对于扶持政策作了详细的规定,浅层地热能开发利用项目运行电价和供暖收费按照《国家发展改革委关于印发北方地区清洁供暖价格政策意见的通知》等相关规定执行。对通过合同能源管理方式实施的浅层地热能利用项目,按有关规定享受税收政策优惠,并在中央预算内资金积极支持浅层地热能利用项目建设。同时,将浅层地热能供暖纳入供暖行业支持范围,符合当地供热管理相关要求的浅层地热能供热企业作为热力产品生产企业和热力产品经营企业享受供热企业相关支持政策。

      《通知》还要求支持社会资本参与开发。鼓励相关地区创新投融资模式、供热体制和供热运营模式,进一步放开城镇供暖行业的市场准入,大力推广政府和社会资本合作(PPP)模式,积极支持社会资本参与浅层地热能开发。鼓励投资主体发行绿色债券实施浅层地热能开发利用。鼓励金融机构、融资租赁企业创新金融产品和融资模式支持浅层地热能开发利用。鼓励相关地区创新投融资模式、供热体制和供热运营模式,进一步放开城镇供暖行业的市场准入,大力推广政府和社会资本合作(PPP)模式,积极支持社会资本参与浅层地热能开发等。