○ 文／本刊記者 陸曉如

“我國發(fā)展地熱采暖具有非常明顯的優(yōu)勢?！?

2018年伊始，南方地區(qū)多地降雪的消息刷爆了朋友圈，云南昭通“冰花男孩”頭頂冰霜上學一時成為網(wǎng)絡紅人。雪景很美，“冰花男孩”很勵志。但在低溫的席卷下，躲在被窩里還凍得瑟瑟發(fā)抖的南方群眾加深了對供暖的渴求。

如何以低耗能、高效率的方式在南方供暖？如何解決北方供暖的能耗、污染問題？中國科學院院士汪集旸指出，大力發(fā)展地熱采暖是解決以上問題的有效途徑。地熱具有很強的發(fā)電優(yōu)勢，是應該大力發(fā)展的清潔可再生能源。

發(fā)展地熱意義重大

中國石油石化：汪院士，您好！感謝您接受中國石油石化雜志社的專訪。您認為發(fā)展地熱有什么現(xiàn)實意義？

汪集旸：資源、能源、災害、環(huán)境，是當今人類面臨的大問題。節(jié)能減排、應對全球氣候變化的現(xiàn)實需要，促使包括地熱在內的新能源和可再生能源的開發(fā)利用已成為世界各國能源發(fā)展的重要戰(zhàn)略。

地熱是蘊藏在地球內部的熱量，是驅動整個地球發(fā)生發(fā)展的原動力。地球正處于她的壯年期，具有強大的生命力。據(jù)天文學與比較行星學研究結果，地球形成于46億年前，并還能活46億年。因此，地熱具有強大的生命力。

地熱的資源量巨大，是人類不可多得的可再生能源。據(jù)估算，儲存于地球內部的熱量約為全球煤炭儲量的1.7億倍。其中，可利用量相當于4948萬億噸標準煤。按目前世界年消耗190億噸標準煤計算，能滿足人類數(shù)十萬年的能源需求。

可以說，地熱在節(jié)能減排、應對全球氣候變化、防治霧霾等行動中都有著不可替代的作用。

中國石油石化：我國具有發(fā)展地熱的優(yōu)勢嗎？

汪集旸：當然有，而且優(yōu)勢很明顯。

首先，我國有強烈的發(fā)展地熱的需求。一方面，霧霾治理需要以清潔能源替代化石能源，尤其是燃煤，而地熱無疑是清潔能源。另一方面，南、北方的清潔供暖和制冷都對地熱有很大的需求。我國能源發(fā)展進入轉型期，“十三五”是我國能源低碳轉型的關鍵期。大力度、高質量發(fā)展包括地熱能在內的非化石能源，是能源轉型發(fā)展的重要內容。

其次，我國發(fā)展地熱有巨大的資源優(yōu)勢作為保證。有數(shù)據(jù)顯示，全國336個地級以上城市200米以內的淺層地熱能年可開采資源量折合7億噸標準煤；全國200～3000米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18.65億噸標準煤；3～10千米干熱巖資源量折合856萬億噸標準煤，是我國油氣、煤炭總資源量的30倍。

我國對地熱的開發(fā)利用日益重視，并已出臺一系列方針政策性文件，以推動我國地熱的發(fā)展。

2017年，國家發(fā)改委、國家能源局及國土資源部聯(lián)合發(fā)布《地熱能開發(fā)利用“十三五”規(guī)劃》。規(guī)劃中提出要推動地熱能規(guī)?；_發(fā)利用，在京津冀等北方城鎮(zhèn)推廣中深層地熱能集中供暖，在長江中下游地區(qū)推廣地源熱泵供熱、制冷應用，同時推進西藏高溫地熱發(fā)電項目建設和中低溫地熱發(fā)電實驗。在國家層面給以規(guī)劃、指導，相信會推進我國地熱加快發(fā)展步伐。

地熱供暖前景遠大

中國石油石化：地熱資源量巨大，應該如何合理地加以利用呢？

汪集旸：利用地熱要針對地熱資源類型進行。地熱資源類型一般可分為中低溫水熱型、高溫水熱型兩種。150℃以上為高溫，90℃～150℃為中溫，90℃以下為低溫。高溫地熱適合用于發(fā)電，中低溫地熱也可以發(fā)電，不過發(fā)電率比較低。

中低溫地熱特別是低溫地熱可以直接利用，用于加熱、冷卻和各種形式的工農(nóng)業(yè)利用以及醫(yī)療旅游等方面。

我國地熱直接利用已連續(xù)多年位于世界首位，是位居全球第二的美國的兩倍多。截至2015年，全國淺層地熱能供暖面積達3.92億平方米，中深層地熱能供暖面積達1.02億平方米，合計4.94億平方米。全國利用地熱能供暖實現(xiàn)了替代標煤1450萬噸。加上用于種植、養(yǎng)殖及洗浴等共實現(xiàn)替代標煤2000萬噸。

中國石油石化：在北方地區(qū)推進地熱供暖有何意義？

汪集旸：目前，北方地區(qū)仍以燃煤取暖為主，是造成冬季霧霾的主要成因之一。根據(jù)《鍋爐大氣污染排放標準》測算，采暖鍋爐排放的二氧化硫、氮氧化物和粉塵分別是電廠鍋爐的4倍、4倍和2.5倍，散煤直燃的污染排放量是工業(yè)燃煤的十幾倍。相對于太陽能發(fā)電、風電等替代的是燃煤電廠排放的污染物，地熱供暖替代的是供暖鍋爐的燃煤和直燃的散煤所產(chǎn)生的污染物，對于大氣污染治理的意義突出。

國家能源局大力提倡使用地熱能供暖，要求采用地熱供暖替代燃煤供暖，希望以點帶面抓好重點地區(qū)和重點項目的建設。重點地區(qū)即為京津冀地區(qū)。

京津冀地區(qū)經(jīng)濟發(fā)達、環(huán)境約束較高，而且中深層地熱資源豐富。在京津冀及周邊地區(qū)大力推廣中深層地熱供暖替代燃煤供暖，可以促進京津冀地區(qū)壓減煤炭消費，改善區(qū)域大氣環(huán)境。

2017年12月29日，國家六部委印發(fā)《關于加快淺層地熱能開發(fā)利用 促進北方采暖地區(qū)燃煤減量替代的通知》，明確提出以京津冀及周邊地區(qū)等北方采暖地區(qū)為重點，到2020年，淺層地熱在供熱、制冷領域得到有效應用，應用水平得到較大提升，在替代民用散裝煤供熱、制冷方面發(fā)揮積極作用，區(qū)域供熱、制冷用能結構得到優(yōu)化，相關政策機制和保障制度進一步完善，淺層地熱能利用技術開發(fā)、咨詢評價、換件關鍵設備制造、工程建設、運營服務、產(chǎn)業(yè)體系進一步健全。這一通知為因地制宜加快推進淺層地熱能開發(fā)利用，推進北方采暖地區(qū)居民供熱等領域燃煤減量替代，提高區(qū)域供熱、制冷能源利用效率和清潔化水平，改善空氣環(huán)境質量指引了方向。

中國石油石化：應該如何在南方地區(qū)推進地熱供暖？

汪集旸：南方地區(qū)主要指長江流域地區(qū)，特點是夏熱冬冷，涉及14個省、直轄市約1.5億城鎮(zhèn)人口。南方供暖有很大的需求，冬天去過南方的人都會有切身體會。

根據(jù)南方地區(qū)氣候情況、建筑保溫情況、人們的居住習慣等，同時考慮到采暖期短、負荷小、波動大等供熱特點，應該提倡科學地選擇適宜的采暖方式，應該采用分散、局部的供熱方式，解決個性化采暖需求。如用熱泵式分體空調器、燃氣壁掛爐、電采暖等分戶獨立供熱方式，地源熱泵、水源熱泵、太陽能輔助等局部供熱方式。

地熱發(fā)電優(yōu)勢巨大

中國石油石化：您提到高溫地熱適合用于發(fā)電，現(xiàn)在地熱發(fā)電開發(fā)進展情況如何？

汪集旸：現(xiàn)在世界各國擁有高溫地熱資源的國家大部分用其來發(fā)電。

近年來，世界地熱發(fā)電市場保持穩(wěn)定增長，年增長率為4%～5%，前景廣闊。2015年末，全球地熱發(fā)電累計裝機容量已達到 13.5GW。目前主要的地熱發(fā)電國家為美國、菲律賓、印尼、墨西哥、冰島等國家。美國、冰島、意大利、新西蘭等國家是地熱發(fā)電傳統(tǒng)強國，規(guī)模較大，增量平緩。而印度尼西亞、菲律賓、肯尼亞以及土耳其是地熱發(fā)電新興國家，規(guī)模較小，增長趨勢較為強勁，地熱發(fā)電在這些國家有很大的增長空間。

實際上，我國地熱發(fā)電的量并不大，跟太陽能、風能的發(fā)電量沒法比。這是因為我國除滇藏地區(qū)是以高溫水熱型地熱資源為主外，其他地區(qū)多是以中低溫水熱型地熱資源為主，屬高溫地熱發(fā)電潛力有限、中低溫地熱直接利用極具潛力的國家。

目前，我國地熱電站主要分布在西南地區(qū)。西藏羊八井地熱電站是我國最大的地熱發(fā)電站?？傃b機容量為24.18兆瓦，為拉薩主力電網(wǎng)之一，一度占拉薩電網(wǎng)總裝機容量的41.5%。在冬季枯水季節(jié)，羊八井地熱發(fā)電曾占拉薩電網(wǎng)的60.0%。江蘇南通小洋口92℃的地熱井，同樣可以建一座150～200千瓦的中低溫地熱發(fā)電站。

中國石油石化：相較于利用其他能源發(fā)電，地熱發(fā)電有哪些優(yōu)勢？

汪集旸：地熱發(fā)電的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在三個方面。

第一，能源利用效率高。相對于風能、太陽能、生物質能，地熱能穩(wěn)定、連續(xù)，不受天氣和季節(jié)變化影響。利用地熱發(fā)電，發(fā)電機可以一天24小時工作，一年365天運行。

第二，成本具有競爭性。據(jù)聯(lián)合國世界能源評估報告（WEA2004），多種可再生能源發(fā)電成本不盡相同。其中，地熱發(fā)電成本為2～10美分，風能為4～8美分，生物質能為3～12美分，太陽能光伏發(fā)電為25～160美分，太陽能熱發(fā)電為12～34美分，可見地熱發(fā)電成本最低。雖然如此，但隨著其他可再生能源發(fā)電技術的發(fā)展，地熱發(fā)電的成本優(yōu)勢在逐漸下降，因此發(fā)展地熱能要有緊迫感。

地熱，熱起來。

第三，CO2減排優(yōu)勢明顯。高溫地熱發(fā)電CO2排放量約為120g/kwh，與傳統(tǒng)的鍋爐供暖相比，利用熱泵供暖其CO2排量至少可減少50%；若熱泵所需電力來自可再生能源，如水力發(fā)電或其它，則CO2減排量可達100%。地熱發(fā)電的CO2排放僅為91g/kwh，而煤發(fā)電的CO2排放為955g/kwh，天然氣發(fā)電的CO2排放也達到了599g/kwh。

利用率低有待解決

中國石油石化：地熱資源優(yōu)勢明顯，為什么目前使用率還比較低？

汪集旸：目前地熱能源使用率低確實是事實。以美國為例，地熱能使用僅占全美能源組成的 0.5%。美國頁巖氣革命帶來的天然氣滿足了本土電力需求，對地熱開發(fā)利用缺乏動力。而印度尼西亞、菲律賓、肯尼亞等缺電大國，對地熱的開發(fā)更能保持強勁的趨勢。

地熱資源的復雜性影響了地熱的利用。不同熱田的儲熱介質及溫度各不相同，因此相較于其他能源電站，地熱電站很難模塊化，相對制約了地熱發(fā)電的步伐。

地熱是一個資金密集型產(chǎn)業(yè)。有數(shù)據(jù)顯示，每兆瓦的投資約為500萬美元。要開發(fā)地熱，核心就是充足的資金。地熱井的深度從1000米到4000米不等，通常打井費用為200萬～500萬美元，而建設一個地熱發(fā)電站通常需要10～20口抽水井加回灌井，投資達到數(shù)千萬美元。再加上管道鋪設，其基礎投資往往就能達到上億元。因此，有足夠的資本支持對于地熱項目的投資建設至關重要。但由于地熱資源復雜、地熱電站建設投資回報期比較長等原因，目前資本流向地熱項目的還不充分。

中國石油石化：從我國的情況來看，應該如何加快推進地熱的發(fā)展？

汪集旸：按照《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，我國非化石能源占比從2015年的12%提高到2020年的15%，增長3個百分點。再參照《地熱能開發(fā)利用“十三五”規(guī)劃》，到2020年我國地熱供熱、制冷面積將累計達16億平方米，加上發(fā)電、種植、養(yǎng)殖、洗浴等，共可替代標煤7000萬噸，即在現(xiàn)有基礎上翻兩倍。

按照2020能源消費總量48億噸標煤測算，屆時地熱占比將達到1.5%，比目前的0.5%提高1個百分點，也就是說非化石能源今后5年的3個百分點增幅中，地熱“三分天下有其一”，說明地熱在未來能源結構調整中的貢獻十分巨大。

《地熱能開發(fā)利用“十三五”規(guī)劃》發(fā)布后，中國地熱可以說迎來了發(fā)展的歷史機遇。我國地熱能的開發(fā)利用要階梯級開發(fā)，要綜合利用，要從高溫到低溫吃干榨盡?？勺叩耐緩绞菬?、電并舉，以熱為主；深、淺結合，由淺及深；東、西兼顧，西電東熱；干、濕有度，先濕后干。

新能源和可再生能源的發(fā)展方向是多種能源互補綜合利用，以此實現(xiàn)較高的能源利用效率。地熱也可與其他可再生能源互補綜合利用，實現(xiàn)地熱+。我將之稱為“天地結合、動靜結合”，就是將來自“天”的太陽能與來自“地”的地熱能結合，“動”的風能與“靜”的地熱能結合，加速新能源和可再生能源發(fā)展。