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曹耀峰院士:中国地热开发的八大新趋势

 wunianyi 2018-04-06


3月26-28日,由中国地质大学(北京)主办的主题为“清洁地热 零碳中国”的第七届中深层地热资源高效开发与利用国际会议在中国地质大学(北京)举行。中国工程院院士、国家地热能中心指导委员会主任、中国地源热泵产业联盟名誉理事长曹耀峰院士在大会上发表了题为《“中国地热产业规划和布局战略研究”的思考》的演讲,阐述了我国地热能开发呈现的八大新趋势。



随着我国城镇化水平的不断提高,人们对美好生活的不断追求,地热供暖制冷的发展空间越来越大。从当前的地热利用项目上来看,地热利用呈现出项目规模不断提升、热源形式愈发多元、开发模式不断创新、地热发电蓄势待发、干热岩开发有望突破的趋势。从地热科技和人才发展上来看,呈现出地热科技创新加速推进、地热人才培养越来越受到重视的趋势。


曹耀峰院士指出,中国地热供暖制冷市场空间正在不断增大。首先,体现在城镇化带动地热供暖市场不断增大。我国城镇化率从2001年的37.7%增长到2017年的58.52%,快速城镇化带动我国建筑面积大幅增加,预计到2020年之前形成的建筑规模将达到700亿平米左右。截至2016年,北方城镇地区供暖面积已达141亿平米,农村建筑取暖面积65亿平米。


我国目前供暖热源结构以煤为主,取暖用煤年消耗约4亿吨标煤(其中散煤约2亿吨标煤),供暖已成为北方地区冬季主要的污染源之一。对散煤的替代,有利于使地热供暖走进农村的千家万户。


夏热冬冷地区日益增长的供暖需求,为浅层地热能扩大了发展空间。近年来南方冰冻雪灾发生频繁,气温屡屡再创新低,以秦岭-淮河为界划分供暖区域体现出不合理性,传统供暖边界有望南移。另外我国夏热冬冷地区江河湖泊等水系发达,适宜水空调系统供暖制冷。可以预见,供暖边界南移后,浅层地热能供暖制冷面积将随之大幅增长。


传统意义上,热泵系统的项目主要针对公寓、别墅、办公建筑、商场、酒店、医院等建筑的供暖/制冷,规模相对较小。然而近年来,浅层地热能利用呈现规模化、大型化的特点。北京城市副中心以浅层地热能为主,将实现供暖制冷面积300多万平方;南京开发的长江水空调项目将实现供暖制冷面积1600万平方;重庆水空调项目实现了400万平方的供暖制冷能力;中石化江汉油田浅层地热能替代煤锅炉供暖项目,也将实现供暖面积500多万平方。我国地热供暖制冷项目规模不断提升。


目前,除了常规的中深层地热供暖以及浅层的地埋管地源热泵、地下水地源热泵之外,供暖热源形式愈发多元。我国江河湖海面积大,特别是南方城市许多都是临江、临海而建,非常适合采用地表水地源热泵系统(俗称“水空调” )进行供暖制冷;我国城市存在的大量污水处理厂,将为余热利用提供丰富的资源,城市污水热泵系统提取污水中的热能实现冬季采暖的效果,或向污水中排热来实现夏季空调的效果;此外还包括油田采油污水、煤矿地热、空气源热泵。


现阶段,地热开发商业模式不断创新,企业、地方政府都在中深层地热能开发利用领域探索新的商业摸式。除常规的BOO模式、BOT模式和EMC模式外,还包括我国正大力提倡的PPP模式。


曹耀峰院士还指出,我国中深层地热发电,干热岩开发等都呈现蓄势待发之势。从数量来说,水热型高温地热资源西藏52 个、川西15 个、滇西40 个,台湾10 余个,东南沿海10 余个,长白山天池1个。我国高温地热资源局部比较丰富,具有较大开发潜力。适合采用梯级利用的方式,实现中低温地热发电规模化发展。


青海共和盆地干热岩勘探工作日前取得重大突破,青海共和盆地进行了7口勘探井的施工,基本查明了重点勘查区共和县恰卜恰干热岩体的空间分布、地质结构和热源机制。近期,国家科技部将设立“十三五”可再生能源与氢能技术重点研发专项,中深层地热,尤其是干热岩将作为17—19课题研究;“四深”战略中关于干热岩研究的方案也将陆续出台,将为我国干热岩研发提供重要平台。


近年来,各地热开发企业科技在立项及科技报奖开始活跃起来。经调研国内陆热企业越来越重视科技立项工作,投入的科研经费越来越多,仅中国石化 “十二五、十三五”期间在进行多项相关项目研究。能源行业地热能专业标准化委员会于2017年正式成立,成立后快速进入采标、新标准编制阶段。


天津大学、中科院地质与地球物理研究所等高校及科研院所已开始设置地热方向研究生培养;中国石油大学(北京)获得了教育部和国家外国专家局联合发布的高等学校学科创新引智计划立项支持,将建成我国地热能源开发领域第一个引智基地;国家地热能中心、各地热专业化委员会也在不断举办地热培训,地热人才培养越来越受到重视。(文/吴佳宇)

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