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實現全城無煙 地熱大有可為

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  來源:中國科學報     發布日期:2019-06-17
核心提示:我國城鎮化建設正處于深入發展的關鍵期,推動新型城鎮化要把生態文明理念全面融入城鎮化發展過程中,地熱能在城鎮供暖清潔化轉型中大有可為。
      我國城鎮化建設正處于深入發展的關鍵期,推動新型城鎮化要把生態文明理念全面融入城鎮化發展過程中,地熱能在城鎮供暖清潔化轉型中大有可為。

      “雄縣沒有煙囪,你看,這里是無煙城。”中國石化綠源地熱能開發有限公司技術總監孫彩霞驕傲地說。

      出了北京五環,南行100多公里,便來到了河北雄縣,在這里,地熱能供暖已經覆蓋了全縣95%以上的建筑,徹底擺脫了冬季燃煤供暖帶來的種種污染問題。地熱能也成為雄安新區第一個得到確認的具體投資領域。

      為促進地熱能在城鎮供暖清潔化轉型中發揮更大的作用,中國工程院此前向相關機構報送了一份《關于營造良好發展環境壯大我國地熱產業的建議》。近日,中國工程院院士、中國地源熱泵產業聯盟名譽理事長曹耀峰在“未來能源大會(FEC2019)暨第十五屆中國能源戰略投資論壇”上透露,國家能源局正在梳理整合各部委的意見,近期將對中國工程院進行答復。同時,國家能源局還正推進《地熱管理辦法》的制定工作,現已展開多輪實地調研。

      “我國城鎮化建設正處于深入發展的關鍵期,推動新型城鎮化要把生態文明理念全面融入城鎮化發展過程中,地熱能在城鎮供暖清潔化轉型中大有可為。”曹耀峰強調說。

一批示范案例落地

      在中國北方,每逢采暖季,空氣質量會經歷一番二氧化碳、二氧化硫、粉塵等燃煤排放物的“洗禮”,供暖行業污染“貢獻”大已成為共識。而雄縣這座“無煙城”因為地熱能的利用,成功完成了供暖清潔化的轉型。

      雄縣約六成土地蘊藏地熱資源,一直吸引國內外能源專家前來考察。在雄縣地熱開采形成規模之初,中科院地質與地球物理研究所地熱資源研究中心主任龐忠和就帶領科研團隊進入雄縣,著重研究尾水回灌問題,用現場實驗和數學模型技術,對地熱儲的溫度分布、滲透性分布等指標提出專業化意見,以達到最優化可持續開發,支撐規模效益。

      河北綠源地熱能開發有限公司副總經理楊炳良是土生土長的雄縣人。據他回憶,上世紀70年代,雄縣便有地熱供暖,但那時候大部分都是無序開采。但現在,“雄縣模式”技術上的核心是“取熱不取水”,從開采井將地熱水抽出后,通過換熱器取熱,然后由回灌井將冷水重新注回地下水層。與此同時,另一套自來水循環系統將經過加熱的水通過供暖管道送入千家萬戶,這樣實現“采灌平衡”。

      在良好的發展大形勢下,除了“雄縣樣本”,我國也已經打造了一批地熱能示范工程。曹耀峰舉例說,世界園藝博覽會三大主體建筑就采用“地熱兩能+水蓄能+常規能源調峰”的能源方案;即將通航的北京大興國際機場則采用淺層地熱能供暖制冷,建成后將是國內最大的單項地源熱泵系統工程,供暖制冷規模250萬平方米;北京副中心行政辦公區一期工程采用以“淺層地熱能為主,深層地熱能為輔,其他清潔能源補充”的能源供給方案,為數百萬平方米的建筑群供暖制冷。

加快資源勘查評價力度

      “宜電則電、宜氣則氣、宜熱則熱、宜煤則煤”是去年國務院印發的《打贏藍天保衛戰三年行動計劃》中提出的推進清潔取暖的四條原則。在曹耀峰看來,“總體思路中添加了‘宜熱則熱’,意味著經過一段時間實踐論證,地熱供暖得到了肯定認可,未來將取得更大規模的推廣。”

      相對于風能、太陽能等其他可再生資源而言,地熱能更加穩定可靠,可作為基礎能源,并參與調峰。但曹耀峰同時指出,地熱能也屬于能源礦產,但與煤炭、石油、天然氣等能源礦產不同的是,其開發利用中,水是重要載體,因此還受《水法》的影響。“地熱管理涉及自然資源、水利、能源等部委,目前管理分工尚不明確,以致政出多門,制約了地熱產業的發展。”

      對此,他與多位院士聯名建議,要借助國家實施機構改革的機遇,理順管理體制,抓緊制定出臺《中國地熱資源勘探開發管理辦法》,指定地熱主管部門,明確管理分工,促使相關部門各司其職、協同管理。

      除了加速營造地熱產業良好的政策環境,曹耀峰還建議要加大地熱資源勘查評價力度,特別是加大基礎性地熱勘查工作。一是加強大地熱流測量工作,美國已經公開發表了1.7萬多個大地熱流數據,而中國大陸地區僅公開發表1230個;二是加大淺層地熱資源勘查評價范圍,抓緊開展縣級及以下區域勘查評價工作;三是加大中深層地熱資源勘查評價深度與精度,開展覆蓋全國重點地區地熱田的勘查工作。

      不僅如此,曹耀峰還強調要對戰略性替代資源干熱巖重點關注、加速布局,并建議組織專家制定干熱巖技術發展路線圖,統一規劃布局,建設數個干熱巖勘查開發先導試驗區。

      曹耀峰透露,國家能源局已經組織國家地熱能中心等單位,召開了數輪地熱開發利用推進會議,研究部署壯大地熱產業的系列方法舉措。

地熱能開采需審慎而行

      盡管廉價、清潔、可持續等優勢為地熱能許下了美好未來,但仍有一部分人對它的開發持審慎態度。

      韓國浦項市就曾在2017年發生過一起有記錄以來破壞力最大的地震,并導致數十人受傷。對于地震引發的原因,韓國釜山大學地震學家Kwanghee Kim的解釋是:“油井的高壓水潤滑了巖石中的一個未知斷層,導致它滑動并引發地震。”

      不過,中國能源研究會地熱專業委會專家委員會主任鄭克棪認為,“一般引發地震的都是干熱巖開發,壓裂過程注入大量高壓水,使巖石裂開,發生三四級地震,常規地熱開發是不會誘發地震的。”

      中國地質大學能源學院教授李克文也對《中國科學報》表示,地熱能開發如果不知道怎樣控制有關參數和工況,可能會引起地震;對熱儲特性參數了解不充分,在壓裂與開發過程中也可能會引起地震。不過,他認為一般情況下這種地震的震級比較小,而且是完全可以避免的,也不存在其他地質風險。

      地熱開發是否會引起地震,雖然在學術界存在一定的爭論,不過在國內尚未有相關報道。天津地熱勘查開發設計院高級工程師田光輝就表示,天津開發地熱已經有幾十年的歷史了,目前尚未發現地熱開發引起的地震。

      不過,行業專家建議,在地熱能開發之前,對地質環境進行監測尤為重要。要實現地熱資源的綜合高效利用,應遵循開發與保護并重的原則,制定科學的地熱開發資源規劃方案,對于布局不合理、不進行回灌的地熱資源,應根據實際情況,因地制宜地進行改造。
 
 
 
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