在推進“雙碳”目標的時代背景下,能源結構綠色轉型正以前所未有的速度展開。地熱能,這種源自地下的清潔可再生能源,正從幕后走向臺前。
近日,《中國化工報》記者就地熱能的發(fā)展前景,專訪了全球最大中深層地熱能開發(fā)利用企業(yè)——中石化綠源地熱能開發(fā)有限公司(以下簡稱綠源公司)的總經理劉健。這位在地熱領域深耕多年的專家,對行業(yè)未來有著獨到見解。在他看來,單一的地熱利用已不足以應對復雜的用能需求,真正的想象力在于“地熱+”——讓地熱與光伏、余熱、儲能甚至稀有礦產“跨界組合”,方能在能源轉型大潮中釋放最大價值。
地熱開發(fā)利用潛力巨大
“國外如美國、土耳其、印尼等國家,地熱資源偏向高溫,主要用于工業(yè)發(fā)電。而我國主要用地熱進行供暖,以及烘干、種植、養(yǎng)殖等直接利用,年直接利用量連續(xù)多年居世界首位。”采訪伊始,劉健點出了我國地熱資源利用的獨特路徑。
他介紹,地熱能具有本土能源、穩(wěn)定可靠、綠色低碳等優(yōu)勢。發(fā)展地熱產業(yè),不僅有助于保障能源安全、調整能源結構、實現節(jié)能減排、服務民生,更能帶動裝備制造國產化及工程技術服務等新興產業(yè)發(fā)展。未來幾年,中國北方地區(qū)的地熱清潔供暖、長江中下游地區(qū)的地熱供暖(制冷)及青藏高原周邊的地熱發(fā)電,將持續(xù)成為產業(yè)熱點。
劉健表示,地熱能正迎來前所未有的政策紅利期。特別是2022年《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》明確提出積極推進地熱規(guī)?;_發(fā);2025年地熱能更是被寫入《能源法》,成為推動國家能源轉型的基礎性能源之一。
據劉健介紹,綠源公司自2006年成立以來,一直在探索地熱規(guī)?;玫目尚新窂健?009年起,公司與雄縣人民政府合作,探索出“政企合作、市場運行、統一開發(fā)、技術先進、環(huán)境保護、百姓受益”的“雄縣模式”,創(chuàng)建了中國首個地熱供暖“無煙城”。目前,綠源公司已在雄安新區(qū)投資13億元,建成地熱供暖能力2400萬平方米。
“我們將‘雄縣模式’作為范本進行復制推廣。”劉健說,如今綠源公司的業(yè)務版圖已輻射至京、津、冀、晉、魯、陜等省份,在國內80余個市(縣、區(qū))建成供暖/制冷能力近1.2億平方米,地熱井總數突破千口。公司不僅牽頭組建國家地熱能源開發(fā)利用研究及應用技術推廣中心、中冰地熱技術研發(fā)合作中心、能源行業(yè)地熱能標準委員會等多個國家級技術平臺,還深度參與制定多項國際和行業(yè)標準,并積極參與國際交流與合作,致力于以技術進步引領行業(yè)發(fā)展。
“地熱+”助力多能集成
“我們現在能實現對地熱資源的‘吃干榨盡’,也就是梯級利用?!眲⒔⌒蜗蟮亟忉尩溃鞍?00℃左右的熱水開采上來,先發(fā)電,再工業(yè)利用,最后到供暖、溫泉療養(yǎng),甚至養(yǎng)魚種花,溫度可以一直降到10℃。”
在他看來,幾乎所有能源形式都可與地熱進行耦合。未來產業(yè)發(fā)展方向,是地熱與余熱、光伏、再生水、空氣源、農業(yè)、儲能等協同利用的“地熱+”綜合開發(fā)模式。
他舉例說,天津東麗區(qū)有一個500萬平方米的供暖項目,用的就是工業(yè)余熱。“我們從‘環(huán)境友好、廢物利用’的理念出發(fā),把工廠原本要排掉的廢熱收集起來,變成供暖資源,這就是‘地熱+余熱’。”劉健介紹。而在山東青島的一個園區(qū),則能看到“地熱+光伏”的場景:用地熱解決供冷供暖,屋頂則鋪上光伏板,園區(qū)用電用熱基本能自給自足。在四川成都,通過構建淺層地熱能、中水源、水蓄冷的多能互補系統,則能為智慧化5G產業(yè)園區(qū)提供綠色低碳能源服務?!俺穗娏δ?,熱儲能也很靈活?!眲⒔≌f,“低谷時把能量儲存起來,高峰時釋放,這是技術和商業(yè)模式的創(chuàng)新。”
劉健還特別提到城市里的“寶藏”——再生水?!澳憧幢本┠切┖拥谰坝^水,很多都是處理后的生活污水?!彼忉尩溃斑@種中水的溫度即使在冬天也有15℃左右。在地熱資源沒那么好的地方,把中水用起來,加上熱泵,就又是一個熱源,能解決一大片區(qū)域的供暖?!?/p>
除了能源之間的耦合,地熱還能跨界。在山東商河,地熱“鉆”進了農業(yè)大棚里。“花卉大棚冬天需要恒溫恒濕,一供就是6個月,靠燒煤成本高還不環(huán)保,用地熱正好。”劉健說。
引人關注的,還有“地熱+稀有礦產”的突破。地熱水中往往含有高附加值的氦氣。綠源公司已建成全國首個地熱水溶氦提取試驗站,經膜分離、變壓吸附等工藝,能把氦氣濃度從3%左右提純到99.99%?!耙贿吂┡贿吿岷ぃ責岬膬r值才算真正‘吃干榨盡’?!睋⒔〗榻B,綠源公司主導的年產萬方水溶氦氣提取先導性開發(fā)實驗研究已被列入省級重點科技研發(fā)計劃。
讓地熱成為“減碳資產”
“地熱供暖的減排效應非常明顯?!眲⒔「锌?,“以前雄縣靠燒煤取暖,霧氣很重。用上地熱后,環(huán)境得到了極大改善?!?/p>
數據顯示,綠源公司已在全國建成包括河北雄縣、陜西武功在內的10座“無煙城”,累計替代標煤540萬噸,減少二氧化碳排放1415萬噸。
地熱助力工業(yè)節(jié)能減排的作用也不可小覷?!霸谑仪f煉化、濟南煉化等企業(yè),我們把生產裝置產生的低溫余熱收集起來,既助煉廠裝置冷卻省水省電,又把熱量用于市政供暖,一舉兩得。”
依托強大的減排效應,碳資產業(yè)務成為綠源公司的又一發(fā)力點。“我們是國內最早從事地熱碳減排并進行碳交易的平臺之一。”劉健介紹,綠源公司開發(fā)了全球首個地熱供暖領域CDM項目方法學、全國首個地熱供暖CCER項目,2026年還有望推動中深層地熱供暖方法學正式發(fā)布,進一步開發(fā)碳資產。
據了解,借助“地熱+”的減碳效應,綠源公司正在雄安新區(qū)打造零碳示范園區(qū)。該項目融合淺層地熱能、地源熱泵、光儲充一體化系統及數字化智慧能源管理系統,橫向實現“電、熱、冷、氣、水”多品種能源協同,縱向實現“源—網—荷—儲—用”各環(huán)節(jié)互動優(yōu)化。
“2025年底國家明確提出,‘十五五’時期力爭建成100個左右國家級零碳園區(qū)。”劉健最后表示,“我們正聚焦京、津、冀、晉、魯等區(qū)域,希望通過‘地熱+’綜合能源服務,助力更多園區(qū)降碳。在建設美麗中國的進程中,地熱能確實大有可為?!?/p>
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