最近召開的“2018年能源大轉型高層論壇”首次發布了《中國地熱能發展報告(2018)》。該報告指出,地熱能是蘊藏在地球內部的熱能,是一種清潔低碳、分布廣泛、資源豐富、安全優質的可再生能源,通常分為淺層地熱能、水熱型地熱能、干熱巖型地熱能。地熱能開發利用具有供能持續穩定、高效循環利用、可再生的特點,可減少溫室氣體排發,改善生態環境,在未來清潔能源發展中占有重要地位,有望成為能源結構轉型的新方向,“十三五”時期地熱能利用增量將占非化石能源增量的三分之一。構建地熱能全產業鏈,大力推進地熱能開發利用,不僅可加大清潔能源供應比例,同時也能促進康養、旅游、種養殖等行業的健康和高質量發展。
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世界地熱能發展現狀
世界地熱能資源豐富,分布廣泛但不均衡,主要集中在4個高溫地熱帶。地熱能開發利用量逐年增加,效率不斷提高,主要用于直接利用(供暖、制冷、工業干燥、康養、旅游、種養殖等)和發電。地熱能開發利用技術創新,為規模化合理開發利用地熱能提供了有力支撐。
世界主要資源國促進地熱能產業可持續發展的許多激勵政策和具體做法,對中國推進地熱能產業加快發展具有重要的借鑒意義。
(一)世界地熱能資源豐富
世界地熱能資源潛力大、分布廣泛。國際能源署(IEA)、中國科學院和中國工程院等機構的研究報告顯示,世界地熱能基礎資源總量為1.25×1027焦耳(折合4.27×108億噸標準煤),其中埋深在5000米以淺的地熱能基礎資源量為1.45×1026焦耳(折合4.95×107億噸標準煤)。
中低溫(25~150℃)地熱能源資分布廣泛,高溫(>150℃)地熱能集中分布在大西洋中脊、紅海—東非裂谷、環太平洋、地中海—喜馬拉雅地熱帶。由于所處地理位置和大地構造背景的差異,四大高溫地熱帶沿線國家的地熱能資源較為豐富,主要包括冰島、肯尼亞、美國、日本、菲律賓、印度尼西亞、新西蘭、中國、土耳其等。
目前,世界上已開發利用的地熱田主要分布在高溫地熱帶上,如位于大大西洋中脊地熱帶的冰島克拉夫拉(Krafla)地熱田、印度尼西亞卡莫江(Kamojiang)地熱田、新西蘭懷拉開(Wairakei)地熱田、中國羊八井地熱田和羊易地熱田等。
(二)世界地熱能開發利用水平逐年提高
地熱能直接利用。利用淺層地熱能的國家逐年增加。從2000年的26個增至2015年的48個。截至2015年底,開發利用淺層地熱能的地源熱泵總裝機容量約為5萬兆瓦,占世界地熱能直接利用總裝機容量的71%左右;地源熱泵安裝臺數與2010年相比增長51%。
水熱型地熱能利用呈現良好的發展態勢。截至2015年年底,全世界水熱型地熱能供暖裝機容量為7556兆瓦,占世界地熱能直接利用總裝機容量的10.7%,年利用量為8.82×1016焦耳,與2010年相比增長44%。利用水熱型地熱能供暖規模較大的國家有中國、土耳其、冰島、法國、德國等。
地熱能發電。地熱能發電是地熱能利用的重要方式。2015年世界水熱型地熱能發電裝機容量為1.26兆瓦,與2010年相比增加1700兆瓦,增長16%。其中,閃蒸發電系統裝機占比61.7%、干蒸汽發電占比22.7%、雙循環工質發電占比14.2%、其他占比1.4%。
(三)典型國家的地熱能發展提供了有益經驗借鑒
立法先行,理順地熱能管理體制機制。為支持地熱能產業發展,發達國家普遍通過立法來確立地熱能法律屬性,明確管理權責主體,理順政府管理體制機制。
政策激勵,推進地熱能規模化開發利用。發達國家地熱能產業發展具有鮮明的政府引導與政策引領特征。美國、德國等國均出臺包括稅收抵免在內的稅收優惠政策,對地熱能開發利用項目給予一定比例的財政補貼。
科技創新,推動地熱能高效勘探開發利用。世界地熱能發展典型國家均重視科技創新,通過加大科研經費投入、設立重大科技研發計劃、組織聯合研發團隊等方式,持續推動地熱能勘探開發利用顛覆性技術攻關,助力地熱能產業提質增效。
國際合作,助力發展中國家地熱能較快發展。發展中國家也高度重視地熱能產業發展,通過吸引國外資金和先進技術開發利用本國地熱能。
中國地熱能發展現狀
中國地熱能資源豐富,但資源探明和利用程度較低,開發利用潛力很大,未來有較大的發展空間。
近年來,中國地熱能勘探、開發及利用技術持續創新,淺層地熱能利用快速發展,水熱型地熱能利用持續增長,干熱巖地熱能資源勘查開發開始起步,地熱能產業體系初步形成。同時,中國地熱能發展也存在不充分不協調的深層次問題亟待解決。
(一)中國地熱能資源潛力很大
“十二五”期間,中國地質調查局組織完成全國地熱能資源調查,對淺層地熱能、水熱型地熱能和干熱巖地熱能資源分別進行評價。結果顯示,中國大陸336個主要城市淺層地熱能年可采資源量折合7億噸標準煤,可實現供暖(制冷)建筑面積320億平方米,其中黃淮海和長江中下游地區最適合。
(二)中國地熱能產業體系已顯現雛形
中國是世界上開發利用地熱資源最早的國家之一,驪山湯等溫泉的利用可追溯至先秦時期。20世紀50年代,中國開始規模化利用溫泉,相繼建立160多家溫泉療養院。70年代初,中國地熱能資源開發利用開始進入溫泉洗浴、地熱能供暖、地熱能發電等多種利用方式階段。21世紀以來,在政策引導和市場需求推動下,地熱能資源開發利用得到較快發展。
淺層地熱能利用快速發展。中國淺層地熱能利用起步于20世紀末,2000年利用淺層地熱能供暖(制冷)建筑面積僅為10萬平方米。
水熱型地熱能利用持續增長。近10年來,中國水熱型地熱能直接利用以年均10%的速度增長,已連續多年位居世界首位。中國地熱能直接利用以供暖為主,其次為康養、種養殖等。截至2017年底,全國水熱型地熱能供暖建筑面積超過1.5億平方米,其中山東、河北、河南增長較快。
干熱巖型地熱能資源勘查開發處于起步階段。干熱巖地熱能是未來地熱能發展的重要領域。2017年在青海共和盆地3705米深處鉆獲236℃的干熱巖體,是中國在沉積盆地區首次發現高溫干熱巖型地熱能資源。
地熱能勘探開發利用裝備較快發展。用于地熱能勘探開發的鉆井、熱泵、換熱等一系列關鍵裝備日趨成熟。目前中國已是地源熱泵生產與消費大國,國產成套設備生產水平日益提高,國產設備占據了大部分國內市場。
(三)中國地熱能勘探、開發及利用技術持續創新
地熱能勘探技術不斷成熟。自20世紀70年代以來,地球物理、地球化學、鉆井工程等理論和技術方面取得重要進展。在地熱地質研究、地球化學勘探和鉆井技術取得很大進步。
地熱能開發利用技術取得進展。熱泵技術快速發展,形成適合中國國情的大型地源熱泵、高溫熱泵和多功能熱泵系統,主要技術與裝備已基本實現國產化。
(四)中國地熱能行業管理體制和政策正不斷完善
法建框架基本建立。2009年新修訂的中華人民共和國可再生能源法將地熱能列入可再生能源。一系列法律的形成,基本建立了地熱能勘探、開發、利用的法律依據,奠定了地熱能有序發展的制度基礎。
管理制度初步形成。中國已基本建立地熱能資源管理制度,包括勘查許可、采礦許可、打井審批、鉆井施工監理、礦業權公開出讓、從業單位備案等多項制度。
政策措施完善。2017年1月,國家發展改革委、能源局、國土資源部聯合印發地熱能開發利用“十三五”規劃。一系列政策的出臺,有力支持了地熱能產業較快發展。
(五)中國地熱能產業發展仍存在不充分不協調問題
一是對地熱能資源勘查評價和科學研究不充分。中國進行過兩次全國性地熱能資源評價,僅對少數地熱田進行了系統勘查,研究基礎薄弱,分省、分盆地資源評介結果精度羅低,與發達國家相比存在明顯差距。
二是對地熱能產業發展初期扶持的政策不充分。目前中央和地方政府出臺了一些財政和價格鼓勵政策,對加快淺層地熱能開發利用及促進北方地區清潔供暖具有積極的引導作用,但政策不完善,執行不到位、不充分。
三是地熱能產業發展不協調問題依然突出。
四是地熱能資源管理制度不協調,缺乏具體可落地的管理手段和措施。
中國地熱能發展的對策建議
中國地熱能資源基礎雄厚,市場空間廣闊,發展趨勢良好,是極具發展潛力的朝陽產業。
環境效益方面,地熱能產業規模發展將對中國調整能源結構、防治環境污染具有十分重要的意義;經濟效益方面,地熱能產業規模發展將為中國經濟增長及經濟結構轉型升級貢獻新動能;社會效益方面,地熱能高質量發展將帶動裝備制造、地質勘查、建筑、現代農業、休閑旅游等上下游產業全面發展,促進就業不斷增加。
(一)中國地熱能發展的總體思路
堅持因地制宜原則。以助力大氣污染防治為核心任務,在京津冀等生態環境形勢比較嚴峻的華北等地區,淺層與水熱型地熱能開利用并重,有效替代燃煤鍋爐,解決好農村散煤使用問題,助力推進北方地區冬季清潔取暖。在長江中下游平原等地區積極推進淺層地熱能開發利用,滿足人民溫暖過冬、清爽度夏的需要,助力長江經濟帶綠色發展。
在西南高溫地熱能分布地區有序推進地熱能的發展,改善邊遠高寒地區生產生活條件,為可靠、經濟、清潔的基荷電源提供一定的補充。與“一帶一路”沿線國家加強交流合作,助力國家“一帶一路”建設,為應對氣候變化做出貢獻。
堅持循序漸進原則。從中國地熱能資源稟賦與市場需求匹配度的實際情況出發,近中期,以供暖(制冷)為主,加大政策支持力度,理順體制機制,提升社會各界對地熱能產業的認知度和認同感,加快地熱能高效開發利用,著力建設綠色產業鏈。抓緊攻關深部地熱能勘探開發利用技術,為未來地熱能大規模開發奠定基礎。先行先試發展以地熱能為基礎的綠色產業,形成示范工程,逐步向全國推廣。2035年之后,隨著勘查開發利用技術的逐步成熟、市場體系的不斷完善,努力把熱能培育成為綠色發展新動能,為中國能源結構優化調整發揮重要作用。
堅持高質量發展原則。加快推進地熱能由單一、粗放、低效的傳統產業增長方式轉變為多元、集約、高效的現代產業發展方式。倡導“地熱能+”,推廣多種清潔能源深度融合,因地制宜實施多能協同發展。通過培育雄安新區地熱能產業集群等重點示范工程引領京津冀地熱能高質量發展。加快科技創新,驅動產業轉型升級和提質增效,加速人才培養,促進產業可持續發展。
(二)推動中國地熱能高質量發展的對策建議
盡快摸清中國地熱能資源家底。加大財政投入力度,鼓勵各類社會資本積極參與,開展全國地熱能資源調查評價。以華北、松遼、江漢、鄂爾多斯、蘇北等盆地(平原)為重點,盡快查明水熱型地熱田的地質條件、熱儲特征、地熱能資源的質量和數量,并對其開采技術經濟條件做出評價,為合理開發利用提供依據。加快深部地熱能資源探測和開發技術攻關,為干熱巖型地熱能規模化、商業化開發利用做好準備。
攻關地熱能勘探開發利用關鍵技術。中央財政和地方財政應設立地熱能資源調查和科技創新重大專項資金,加大對地熱能勘探開發利用核心關鍵技術研發的投入力度,加強地熱能專用設備和特種技術的研發。
先行先試培育地熱能高質量發展示范區。一是建立雄安新區地熱能區域高效開發利用示范區。二是建設北京城市副中心淺層地熱能集群化利用示范區。三是建設共和干熱巖型地熱勘查和試驗性開發工程。四是建設地熱能特色小鎮示范區。以江蘇如東小洋口地區等為示范區,建設以地熱能為基礎的梯級開發利用的清潔能源高效利用特色小鎮。在各地先行先試的同時,要盡快建立進一步改革開放的試錯和容錯機制,充分調動各方參與改革創新的積極性,大膽探索試點,踐行新發展理念,及時總結經驗,待條件基本成熟后再在全國推廣。
出臺優惠政策支持地熱能高質量發展。在地熱能產業發展初期,應參照風電、光伏等可再生能源的財政、稅收和金融等支持政策,對水熱型和干熱巖地熱能勘探開發利用給予大力支持。將地熱能開發利用納入可再生能源基金補貼范圍內,發放綠證配額。
建立完善地熱能的管理和監管體制機制。一是做好地熱能專項規劃。二是完善地熱能管理制度。三是建立地熱能開發利用考核體系。
結束語
大力發展清潔能源是當今時代主題之一。面對國際地熱能開發利用熱潮和國內對清潔能源的巨大需求,中國地熱能開發利用在"政產學研"的共同努力下實現了快速發展,勘查開發利用技術取得了長足進步,中國已經是世界地熱能源大國和開發利用大國。隨著《北方地區冬季清潔取暖規劃》的大力推進和煤改地熱能等資源利用的有序展開,必將帶動和引領中國地熱能開發利用進入快車道,成為應對氣侯變化,打贏藍天保衛戰,優化能源結構的重要力量,為高質量綠色發展和生態文明建設作出重要貢獻。
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