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資源稟賦得天獨厚,地熱有望成為雄安新區能源主要來源之一
雄安新區的地熱資源得天獨厚,開發效率和使用經濟性居全國前列,主要以1500-2000米深度為主,其中雄縣和容城以灰巖為主,更易被開發,為新區的清潔能源來源奠定堅實基礎。中國石化旗下中石化新星公司表示將積極開發利用地熱資源,已把雄縣打造成為全國首座“無煙城”,當地地熱供暖能力達450萬平方米,形成了可推廣、可復制的“雄縣模式”。這或許是一個目前可能確認的雄安新區投資和開發的重要領域。
中石化宣布大力推廣地熱及“雄縣模式”,我們預計總投資或超500億元
我國整體地熱資源豐富,市場潛力可觀,發展前景廣闊。“十三五”期間,全國地熱能供暖(制冷)面積或增加11億平方米,達到16億平方米。17年上半年中石化在擴大會議中宣布,在落實黨中央關于建設雄安新區的戰略部署上主動作為,加大開發新區地熱資源,造福新區人民,為打造優美生態環境,構建藍綠交織、清新明亮、水城共融的生態城市貢獻更大力量。根據產業平均水平估算,我們預估雄安新區未來地熱總投資可能超500億元。
勘探、鉆完井、地源熱泵等設備是受益環節,其中鉆完井業務彈性最大
據實地草根調研,地熱產業鏈中有三個環節比較受益,分別是勘探(約占總投資的1/3)、鉆完井(約占1/3)、地源熱泵等各類設備(約占1/3)。從建設受益及產業供給兩個維度考慮,我們認為受益彈性最大的領域是鉆完井業務,其次是地源熱泵等設備,中石化新星公司作為地熱資源的主要開發者,一般是通過公開招標方式選擇國內外最優秀供應商進行施工作業。
印尼能源和礦產資源部日前發布報告稱,到2021年印尼有望成為全球第二大地熱能供應國。
印尼能源和礦產資源部新聞發言人達當表示,近年來印尼地熱發電能力發展迅速,新裝機組逐年增加,目前印尼地熱發電規模已達1698.5兆瓦,開發出來的部分僅為該國地熱總儲備的一成;預計到2018年地熱發電規模將達到2023.5兆瓦,印尼將超越菲律賓成為全球第二大地熱發電國,預計到2021年發電量可達到3559.5兆瓦,僅次于美國。
達當表示,印尼尚有331個極具開發潛力的地熱礦點等待國內外投資者加盟,印尼政府將通過財政政策和其他優惠政策為投資者提供便利,如對涉及地熱開發項目降低開發技術門檻、放寬間接投資管制等。
國營能源巨頭中石化已在全中國勘探了數百口沒發現一滴油的鉆井。但這正是關鍵所在:盡管沒找到“黑金”,但近1英里深的鉆井正為當地住宅提供清潔熱源。中國2/3的電力來自燃煤電廠,但在人口達40萬的河北省雄縣,幾乎所有住宅都由這些深達1500米的鉆井供熱。
在當地的一處新樓房內,60歲的退休人員李福增(音)正看他的孫女光腳跳來跳去,完全不受室外嚴寒的影響。“這種地暖有著夢幻般的功效”,李說。此時,房內溫度高達28℃。專家表示,中國擁有巨大的地熱儲量潛能但大部分未被開發,在能源消耗中的占比低于0.5%。由于近年來受困于石油價格大跌和中國經濟放緩,中石化似乎正進一步向包括太陽能、風能以及地熱等在內的可再生能源投資。目前,該公司已在中國16個省份擁有地熱設施,不但使其能為4000余萬平米的住宅和廠房供熱,還能減排二氧化碳約300萬噸。對受到污染嚴重困擾的中國華北地區而言,該項目的潛在好處是將大幅降低當地的空氣污染程度。按中石化的說法,雄縣已通過淘汰中國廣泛使用的燃煤供熱系統而成為中國的首個“無煙城”。盡管與太陽能或風能相比,地熱能源的成本仍然很高,但中石化仍計劃在2020年前,前發展20個此類“無煙城”。這與中國計劃大幅降低空氣污染和發展清潔能源的目標一致。有關目標包括:使地熱資源增至目前的10倍——將地熱發電裝機容量擴大到530兆瓦,地熱供暖面積增至目前的3倍。
我國地熱資源開發利用進步明顯,地熱直接利用連續多年位于世界首位。但應該看到,我國在整個工業里面用到的供熱熱量相對還是比較小的,我國在發電、供暖等其他方面還有很大的發展空間。地熱資源的開發利用不僅需要國家政策的支持,還需要地勘隊伍的專業水平、開發技術的應用等。
能源和環境問題是當前最具挑戰性的問題之一。為了應對這一挑戰,開發和利用新能源成了世界各國的共同選擇。尤其是近幾年來,隨著常規能源問題的不斷顯現,環境問題也越來越突出,如溫室效應、霧霾頻發等,倡導全球綠色、低碳、可持續發展的呼聲日趨高漲。而地熱資源作為一種綠色、可再生能源越來越受到關注和重視。有人甚至認為,地熱資源作為非常重要的可再生和清潔能源,或將成為未來新能源的首選。
那么,我國地熱資源發展現狀是怎樣的?與國外相比,我們有什么優勢?近日在山東東營召開的“海利豐2017第九屆中國國際地源熱泵行業高層論壇”會上,來自全國地源熱泵領域的專家學者、政府嘉賓、從業精英等齊聚一堂,共同探討地熱發展,為我們揭開了地熱開發的現狀及前景。
地熱資源優勢凸顯
地熱資源是一種礦產資源,其功能多、用途廣,不僅是一種潔凈的能源資源,也可以用于發電、采暖等。它同石油天然氣資源一樣,受構造條件、儲層空間、深部熱源、地質歷史演繹等條件控制,在一定地質背景和區域空間才能形成,具有嚴格的成礦規律。此外,地熱具有小型分散、資源量巨大、能源利用效率高、二氧化碳減排效果明顯等特點。
資料顯示,全球地熱資源量約4900萬億噸標煤,中國約占全球資源量的1/6。我國是一個地熱資源豐富的國家,特別是中低溫地熱資源幾乎遍布全國。從全球構造看,我國中西部的大部分地區處在歐亞板塊內部地殼隆起區和地殼沉降區,分別形成板內隆起斷裂型及板內沉降盆地型中低溫地熱資源。滇西、川西及藏南地處歐亞板塊和印度洋板塊的碰撞邊界,對形成板緣巖漿活動型高溫地熱資源極為有利。在上述大地構造環境下,我國形成了中西部具有不同溫度、礦化度和特殊化學成分的地熱資源。
在國家政策和各級政府的支持下,我國地熱資源綜合開發利用發展迅速,產生了顯著的社會、經濟和環境效益,在國民經濟發展中發揮著越來越重要的作用。
我國利用地熱溫泉已有上千年的歷史,但真正大規模地開發和利用地熱資源始于20世紀70年代初。但之后國家在地熱開發利用上基本不再投入,并停止了相關的地熱資源勘查與評價工作,直到20世紀80年代,國家將地熱課題列入“六五”、“七五”攻關科技項目。
近年來,國家也出臺了一些相關政策支持地熱資源開發利用。
2007年9月,國家發改委組織制定了《可再生能源中長期發展規劃》,其中對地熱能的中長期發展目標和方向做出明確規定。“要積極推進我國地熱能的開發利用,合理利用地熱資源,推廣滿足環境保護和水資源保護要求的地熱供暖、供熱水和地源熱泵技術,在具有高溫地熱資源的地區發展地熱發電。到2010年,地熱能的年利用量達到400萬噸標準煤,到2020年,地熱能年利用量達到1200萬噸標準煤。”
2013年,國家能源局聯合財政部、國土資源部、住房和城鄉建設部發布了《關于促進地熱能開發利用的指導意見》。
2014年2月,國家能源局在河北雄縣召開了全國地熱能開發利用現場會,通過總結“雄縣模式”,在全國部署推動地熱能的開發利用。2014年7月,能源局會同國土資源部印發了關于組織編制地熱能開發利用規劃的通知。
2017年,三部委聯合印發了《地熱能開發利用“十三五”規劃》。這是地熱領域首個國家層面的規劃,被業內視為地熱產業發展的里程碑,同時也表明我們地熱將迎來高速發展的時期。規劃指出了“十三五”時期的發展目標:新增淺層地熱能供暖面積7億平方米,新增水熱型地熱供暖面積4億平方米,新增地熱發電裝機容量500兆瓦等。
一系列的政策的出臺表明,我國越來越重視地熱能發展,這也給我國地熱行業提出了一個新課題:開發地熱資源,服務國家經濟發展。
地熱直接利用居世界首位
既然我國擁有豐富的地熱資源,那么直接利用的又有多少,在世界上究竟處于一個什么位置?又有什么優勢呢?會上,不同的專家從不同的角度展示了地熱資源發展利用的現狀。
資料顯示,世界上已知的地熱資源比較集中地分布在3個主要地帶:一是環太平洋沿岸的地熱帶;二是從大西洋中脊向東橫跨地中海、中東到我國滇、藏地熱帶;三是非洲大裂谷和紅海大裂谷的地熱帶。這些地帶都是地殼活動的異常區,多火山、地震,為高溫地熱資源比較集中的地區。由此看出,我國先天具有發展地熱資源的優勢。
經過多年的地熱資源開發,我國地熱直接利用連續多年位于世界首位,中國地熱直接利用是處于第二位的美國的2倍多。如果加上地熱發電折算成年產出熱能,2014年中國地熱總體利用為48570GWh,仍遠大于美國的36328GWh。
我國地熱資源儲量直接利用結構發生了可喜的變化。2014年底,地熱供暖比例首次超過溫泉洗浴,主要比例是:地源熱泵58%,地熱供暖19%,溫泉洗浴18%,地熱開發的能源性、技術性得以突出。
截至“十二五”末,全國淺層地熱能供暖、制冷面積達到3.92億平方米,中深層地熱供暖面積達到1.02億平方米,年可實現替代標煤2000萬噸,減排二氧化碳4920萬噸,地熱已成為我國可再生能源家族中的重要一員。
國際地源熱泵協會研究委員會主席劉小兵在會上表示:“不管是從理念上,還是從產業發展上講,我在我國都看到了比在美國、歐洲其他國家利好的情況。我們不僅有好的政策、好的產業群體,還有更多的院士、專家,更多的領導大力支持??梢哉f,這在其他國家是沒有的。”
此外,對于我國地源熱泵產業的發展情況,我國地源熱泵產業聯盟理事長方肇洪在接受媒體記者采訪時表示,“中國地源熱泵從無到有,迅速發展成為國際上淺層地熱能的應用大國,是值得我國地源熱泵行業驕傲的事情,無論是裝機容量,還是供熱熱量,在世界上都是排在前列的。”此外,他還表示,之所以能取得這樣的成績得益于我國發展地熱條件充分。一是政府支持,不管是在美國,還是歐洲其他國家,政府有支持光伏的、光能的,但是還沒有支持地源熱泵的;二是勞動力密集,和美國、歐洲其他國家相比,我們勞動力充足。
同時,方肇洪理事長認為,中國在整個工業里面用到的供熱熱量相對還是比較小的,這又拓寬了地源熱泵發展路徑增加了機遇。他堅信,中國地源熱泵行業的發展之路將會越走越寬,前景也將越來越好。
地熱發展仍需不斷努力
雖然我國地熱資源開發利用進步明顯,但還存在一些問題。地熱資源的開發利用不僅需要國家政策的支持,還需要地勘隊伍的專業水平、開發技術的應用等。
此外,我國只是直接開發利用占有優勢,但是在發電、供暖等其他方面還有很大的發展空間。比如,有關數據顯示,從20世紀60年代開始,冰島人就致力于地熱發電。2015年,冰島地熱發電裝機量665兆瓦,發電總量50億千瓦時,占26.6%,水電裝機1986兆瓦,發電總量138億千瓦時。而在中國的能源消耗中,地熱所提供的能源占比不到0.5%。因此,地熱資源其他方面的開發利用,我們仍需要不斷努力。
對此,來自討論會上的眾多專家也為大家獻言建策。中國能源研究會地熱專業委員會專家委員會主任鄭克棪表示,我國地質隊伍的地熱專業水平還亟待提高。比如,地熱技術水平沒有足夠推廣普及,許多地質隊伍對地熱勘查仍局限于“以熱找熱”,停留在非專業隊伍的初級操作;缺乏對未知熱田勘探的戰略考慮,布置地球物理勘查工作局限在已知溫泉附近或地溫異常區,脫離溫泉異常就無從下手。此外,他表示,地熱勘探是一項專門技術,尋找地熱要靠“地質+地球化學+地球物理”?,F在,中國從事地熱勘探第一線的專業技術人員大部分是水文地質專業畢業,但實際上地熱≠水文地質+溫度,開發研究利用好地熱需要專業學習,深入實踐,不斷總結經驗。
國際地源熱泵協會國際委員會主任Roshan Revankar先生也表示,要加強人才培訓。針對行業內想要從事這項事業的相關技術人員進行業務和技術的培訓,其中包括標準規范和系統的設計等。
北京市地質工程勘察院地熱工程研究所所長楊亞軍結合實踐對地熱能勘查開發的情況提出建議:一是加強地熱供暖勘查工作。嚴格按照地熱勘查規范開展工作。大規模供暖開發前勘查要達到“可行性勘查”及更高階段,建立地熱供暖的資源計算評價體系,地熱資源儲量要達到“探明的”及以上級別。二是依據勘查成果,穩步推進地熱供暖。地熱開發利用一定要建立在查清資源基礎數據、優化開發方案的基礎之上,并要有應急預案。在勘查精度不足的地區,要先從小規模供暖開始并進行監測、研究,逐漸擴大、推廣,不能一哄而上、不顧后果。三是大力研究回灌問題。由于受制于熱儲層地質條件、流體化學成分等多種因素,不同熱田之間、同一熱田不同地段之間,回灌能力各不相同。地熱開發時要進行專門的回灌研究,選擇合理的回灌方案。
任何可再生能源都有開采強度的限制,開采強度決定資源的平衡問題。中國地質調查局淺層地溫能研究與推廣中心常務副主任李寧波表示,應注重新技術、新手段的研究,兼收并蓄,跨界組合,使系統更優化、節能、高效,做良心工程,也要引導社會投資多種模式。
當前,地熱資源開發利用之勢正在形成。我們相信,借助這股熱流,乘勝而上、不斷出擊,我國地熱資源開發利用定能取得更大進展。
在剛剛過去的5年間,我國可再生能源表現極為亮眼。風電提前10個月完成“十二五”發展目標,水電技術能力不斷實現新跨越,光伏裝機規模領跑全球行業發展……值得欣喜的是,在這些耀眼的“明星”身旁,越來越多的可再生能源類型嶄露頭角,為我國能源結構優化、產業發展升級作出更多貢獻。地熱能與太陽能熱行業,正是其中的佼佼者。
“很長一段時間,一提起地熱能第一個想到的就是溫泉洗浴。近幾年,隨著技術的不斷成熟,地熱能已經成為能源型、技術型資源。雄縣‘無煙城’、世博會‘水空調’等產業探索模式為地熱能的發展提供了更為多樣化、可復制、可模仿的發展樣本,有望助推地熱能產業發展提速。”談到地熱能產業發展,中國工程院院士、國家地熱能中心指導委員會主任曹耀峰深感欣慰。
從默守一角的“小透明”,到能源直接利用水平位居世界前列,近年來,我國地熱能產業的發展速度令人驚嘆。目前,我國地熱能供暖、制冷及發電行業都已邁開步伐,正不斷書寫行業發展新篇章。
作為地熱能利用的先行者,地熱發電的歷史相對悠久。早在20世紀70年代,我國就已在廣東豐順、河北懷來等地建設了7個中低溫地熱能電站。值得一提的是,位于江西省宜春縣溫湯鎮的100千瓦發電機組,其所利用的地熱溫度僅67攝氏度,至今仍是世界地熱發電的最低溫。
細觀地熱能發電行業的發展,近年來,高溫蒸汽發電行業因成本較低,技術發展已相對成熟。尤其是高溫干蒸汽發電,已在多地區得到普及。中低溫地熱發電的發展則相對遲緩,技術成熟度和經濟性都還存在較大發展空間,其長期發展值得期待。
“在對環境要求比較高、當前污染比較嚴重的京津冀、長江中下游地區,地熱能供熱模式可以發揮更大作用。”在記者采訪過程中,多位業內專家都對地熱能供熱的發展前景表示樂觀。
伴隨社會的不斷發展,人們對環境保護投入了空前關注,“要溫暖也要藍天”日漸成為了經濟發展過程中的“使命必達”。今年4月,國家能源局印發《關于可再生能源供熱的意見》(以下簡稱《意見》),地熱能供暖位列重點推廣的供熱類型之一,引發社會關注。
目前,我國地熱能供暖行業已有一定發展,北京、天津、河北、陜西等地的地熱直接集中供熱利用已形成一定規模。尤其是河北省雄縣,地熱供暖已覆蓋其縣城范圍的95%、供暖總面積超過450萬平方米,成為業內研究地熱供暖模式的標桿樣本。
據國土資源部的一項調查顯示,截至2015年,我國336個地級以上城市淺層地熱能年可開采資源量折合7億噸標準煤;水熱型地熱資源量折合1.25萬億噸標準煤,年可開采資源量折合19億噸標準煤;埋深在3000~10000米的干熱巖資源量折合856萬億噸標準煤。面對“十三五”16億平方米的地熱能供暖目標,豐富的資源儲備將為地熱能產業的發展提供充沛動力支撐,助力行業實現跨越式發展。