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凜冽的寒冬中，伴隨人們對清潔供暖需求的日益增長，地熱能也迎來黃金發(fā)展期。據了解，中國工程院2019年將繼續(xù)設立《中國地熱產業(yè)規(guī)劃與布局戰(zhàn)略研究》二期項目，聚焦重點領域和關鍵環(huán)節(jié)，開展針對性更強的深入研究。本刊日前采訪了國家地熱能技術委員會名譽主任、中國科學院院士汪集暘，他認為，地熱能是一種來自地球本土的未來可再生能源，最適合分布式能源系統(tǒng)，當下會在清潔供暖領域發(fā)揮重要作用，未來發(fā)展方向是多能互補、一能多用，通過“地熱+”讓地球變身充電/熱寶（簡稱充電寶），實現(xiàn)天地合一、動靜結合。
“地熱+”讓地球變身充電寶
——訪國家地熱能技術委員會名譽主任、中國科學院院士汪集
文／本刊記者 王偉
非化石能源增長看地熱
《能源評論》：地熱是一種來自地球本土的未來能源，同時又是一種古老的能源，近期熱起來的原因有哪些？
汪集 ：這取決于兩方面因素：一是社會需求，二是資源條件。當前，我國對地熱應用的需求來自于霧霾治理、節(jié)能減排、供暖制冷以及“一帶一路”等多個方面。
同時，地熱是新能源中最為現(xiàn)實并最具競爭力的能源之一。相對于風能、太陽能，地熱是唯一不受天氣、季節(jié)變化影響的可再生能源，其最大的優(yōu)勢在于其穩(wěn)定性、連續(xù)性和利用率高。因此，在風能、太陽能等快速發(fā)展的今天，地熱不能僅僅甘心做新能源家族中的小兄弟，應該受到更多的關注和重視。
《能源評論》：從資源情況來看，目前全球以及中國的總量如何？
汪集 ：從全球來看，據估算，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190億噸標煤計算，能滿足人類數(shù)十萬年的需求。
對我國而言，初步估算，0～3千米深度區(qū)間的熱量在5000～50000億噸標煤。來自中國地質調查局的調查顯示，中國大陸336個主要城市淺層地熱能可采資源量折合7億噸標準煤，可實現(xiàn)供暖（制冷）建筑面積320億平方米。研究顯示，在回灌情景下，中國大陸水熱型地熱能年可采資源量折合18.65億噸標準煤。
《能源評論》：實際的應用規(guī)模是否比較樂觀？
汪集 ：人類對地熱能的利用方式有三種：蒸汽發(fā)電、直接利用中低溫流體以及地源熱泵。
地熱能直接利用方面，到2015年利用淺層地熱能的國家已達48個，地源熱泵總裝機容量約為5萬兆瓦，占直接利用總量約71%，其中，瑞典、德國、法國、瑞士等國家裝機占歐洲64%；水熱型地熱裝機為7556兆瓦，占比10.7%，規(guī)模較大的國家包括中國、土耳其、冰島、法國、德國等。
目前我國對地熱非電直接開發(fā)利用已居世界首位。截止到2015年，全國淺層地熱能供暖/制冷面積達到3.92億平方米，水熱型地熱能供暖面積達到1.02億平方米，地熱能年利用量約2000萬噸標準煤。國家能源局2017年公布的《地熱能開發(fā)利用“十三五”規(guī)劃》提出，到2020年實現(xiàn)地熱利用量達到7000萬噸標準煤，即實現(xiàn)將近翻兩番的目標。
《能源評論》：這個目標的支撐是國家在清潔供暖方面提出因地制宜的原則，您認為對于不同地區(qū)，有何實際意義？
汪集 ：推進北方地區(qū)冬季清潔取暖是能源生產和消費革命、農村生活方式革命的重要內容。今年清潔供暖工作范圍在過去的京津冀“2+26”通道城市之外，又增加了汾渭平原地區(qū)。實際上，南方地區(qū)也存在清潔供暖的空間。比如長江流域地區(qū)，涉及14個?。ㄖ陛犑校?，約1.5億城鎮(zhèn)人口，也可以在有條件地區(qū)，如廣東豐順、江蘇南通小洋口等地，利用淺層（<200米）中低溫地熱資源，打造“分布式地熱供暖、制冷系統(tǒng)”，以解決南方冬季供暖、夏季制冷（空調）問題。
《能源評論》：從長期來看，地熱能應用的規(guī)模不斷擴大，對提升非化石能源消費占比也會有一定的幫助。
汪集 ：是這樣的，地熱的規(guī)?；l(fā)展對我國能源結構調整也將發(fā)揮突出貢獻。
到2020年，我國非化石能源消費占比將提高3個百分點。根據《地熱能開發(fā)利用“十三五”規(guī)劃》，到2020年將實現(xiàn)替代標煤7000萬噸。按照2020年能源消費總量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，這意味著在非化石能源“十三五”期間3個百分點的增幅中，地熱將“三分天下有其一”。
干熱巖開發(fā)要慎重
《能源評論》：未來地熱的主要應用領域在哪里，應堅持什么原則？
汪集 ：我國擁有全球最大的建筑市場（現(xiàn)有建筑面積>500億平方米），若以現(xiàn)有建筑面積的5%，新增建筑面積的40%采用地源熱泵供熱，則供熱面積可達32.5億平方米，潛在市場規(guī)模1萬億元。
東部大中型含油氣盆地如大慶、松遼、勝利等，資源潛力巨大，且這些油田已到開發(fā)后期，在轉型過程中應大力開發(fā)地熱，使油田變熱田。
目前我國地熱資源的開發(fā)利用應該堅持以下原則：熱電并舉，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；一帶一路，地熱先行。
《能源評論》：對于居于技術前沿的干熱巖地熱開發(fā)，該如何看待？
汪集 ：干熱巖指的是地下深處（一般＞3千米），不含水的干熱巖體。其實干熱巖的開發(fā)利用在國際上是有界定的：溫度必須≥200℃，流量必須≥80公斤/秒=288噸/小時=6912噸/天。
目前的技術難點在于，一是深鉆，二是水力壓裂。往往壓開后又閉合，壓開后裂隙間不連通或形成短路，無法將周圍巖體中的熱量充分吸收進來，而且成本極高，資金回收期長，投入產出比很低。因此，我國干熱巖開發(fā)必須要有新思路。
《能源評論》：國際上有哪些做法，對我們有什么啟示意義？
汪集 ：自上世紀70年代，干熱巖地熱開發(fā)研究興起至今，國外已經建立了試驗性質的增強型地熱系統(tǒng)（EGS）工程31項，累積發(fā)電能力約12兆瓦。
目前國際上的做法主要是兩類：一是在現(xiàn)有水熱系統(tǒng)深部找干熱巖體進行開發(fā)，如美國的Geysers深部，德國的Landau；二是在沒有任何天然水熱系統(tǒng)與地表熱顯示的地區(qū)開發(fā)干熱巖。但要完全造出一個水熱系統(tǒng)，并不容易，比如澳大利亞CooperBasin公司，從上世紀70年代美國在FentonHill開始第一次干熱巖開發(fā)現(xiàn)場試驗，近50年的時間，至今仍沒有收獲。
總體上看，世界干熱巖開發(fā)仍然處于試驗和示范階段，還沒有進入工業(yè)化進程，而且在瑞士巴塞爾、韓國浦項，干熱巖開采還誘發(fā)了地震。由此看來，對干熱巖的開發(fā)利用要慎重決策，要走一條適合中國自己的道路，不能完全照抄別人。
《能源評論》：您曾說過，我國地熱發(fā)電徘徊多年沒有發(fā)展，該如何規(guī)劃其科學之路？
汪集 ：地熱發(fā)電平均利用效率達73%，為太陽光伏發(fā)電的5.2倍，風力發(fā)電的3.5倍且可靠性強，既可作為基本載荷，亦可作為調峰載荷。全球已有20多個國家建有地熱電站，2015年，世界水熱型地熱能發(fā)電裝機容量為1.26萬兆瓦，而我國僅為25兆瓦。
我國西部滇藏地區(qū)特別是西藏地區(qū)能源短缺，但高溫地熱資源豐富，據估算，滇藏地熱帶可供開發(fā)的地熱資源約為500萬千瓦，為現(xiàn)已開發(fā)（羊八井地熱電站25兆瓦）量的200倍，因此地熱發(fā)電應該是解決西部地區(qū)尤其是西藏能源問題的最好選擇。
《能源評論》：《地熱能開發(fā)利用“十三五”規(guī)劃》提出，到2020年，地熱供暖（制冷）面積累計達到16億平方米，地熱發(fā)電裝機容量約530兆瓦，地熱能供暖年利用量4000萬噸標準煤。您認為是否可以實現(xiàn)上述目標？
汪集 ：清潔供暖領域努把力估計是沒問題的，發(fā)電的規(guī)劃目標還要看實施的力度和決心。
以羊八井地熱電站為例，目前裝機量為25兆瓦，每年發(fā)電量達到1.4億多千瓦時。但已開發(fā)的主要是淺層資源，儲藏于地表1400米以下的“大儲量、高品質”的地熱資源尚未開發(fā)，這部分的總裝機容量保守估計至少為3萬千瓦。
羊八井地熱田鉆井深度超過1000米的四口井中，ZK4001孔井口溫度高達200℃，工作壓力為1.5兆帕，據估算，該井單井發(fā)電出力即達12.5兆瓦，但由于釆用了不當?shù)陌l(fā)電設備，目前只能發(fā)1000千瓦電力，十分可惜。
終極目標是地球充電寶
《能源評論》：對于目前地熱開發(fā)利用的支持政策，您如何評價，有哪些建議？
汪集 ：我國《可再生能源法》對地熱能明確認定屬可再生能源，其開發(fā)利用應得到應有的優(yōu)惠和保護。
自2013年，國家就開始出臺鼓勵政策，現(xiàn)有財政和價格激勵政策起到了積極的引導作用，但政策不完善，執(zhí)行不到位、不充分。具體表現(xiàn)在：其一，相關財稅法律規(guī)定缺乏可操作性，缺乏實施條款和落實細則，對優(yōu)惠稅率和補貼力度等激勵政策沒有統(tǒng)一確的標準，導致政策落地難；資源稅稅額標準偏低，不能真實反映能源消耗帶來的社會成本，缺少體現(xiàn)可再生能源性質的“取熱不耗水”的稅收激勵政策。其二，優(yōu)惠力度不足。按照可再生能源電價附加政策要求，對地熱能發(fā)電商業(yè)化運行項目給予電價補貼政策，但細化支持措施偏少且存在缺陷，比如土地使用、設備制造和產品消費的政策不明確等。其三，補貼模式不科學，支持方式有待完善。比如，目前都采用事前和生產環(huán)節(jié)補貼模式，導致效果大打折扣；直接補貼居多，缺乏市場化手段；補貼發(fā)放不及時、不到位，領取周期過長。
可以參照風電、光伏等扶持政策，將地熱能開發(fā)納入可再生能源基金補貼范圍，并按照綠色證書制度發(fā)放綠證配額，進而落實相關企業(yè)的稅收優(yōu)惠，并研究制定以熱（冷）量為單位進行補貼的政策。
《能源評論》：從2019年1月份開始，某些制造行業(yè)資質將由審核制改為備案制，這對地熱能項目下放有何參考？
汪集 ：可以考慮將地熱發(fā)電項目審批權限下放到省級地方政府層面，待條件成熟時，可試點推廣特許經營權，吸引社會力量和資本參與，對參與基礎性公益性地熱能勘查并將數(shù)據統(tǒng)一納入國家地熱能大數(shù)據管理平臺的企業(yè)，可優(yōu)先獲得特許經營資格（采礦權）。
《能源評論》：在您心目中，地熱能開發(fā)終極模式是什么樣的？
汪集 ：未來新能源和可再生能源的發(fā)展方向，是大力發(fā)展“地熱+”，將地熱這一地球本土的未來能源和來自太陽系的其他可再生能源，諸如太陽能、風能、生物質能、海洋能等結合起來一并加以開發(fā)利用，打造多能互補儲/供能系統(tǒng)——“地球充電寶”，真正做到“多能互補、一能多用”，在實際工作中發(fā)揮更大的作用。“地熱”+的內涵可以概括為“天（太陽能）/地（地熱能）合一”、“動（風能、海洋能、生物質能）/靜（地熱能）結合”
“地熱+”讓地球變身充電寶
——訪國家地熱能技術委員會名譽主任、中國科學院院士汪集
文／本刊記者 王偉
非化石能源增長看地熱
《能源評論》：地熱是一種來自地球本土的未來能源，同時又是一種古老的能源，近期熱起來的原因有哪些？
汪集 ：這取決于兩方面因素：一是社會需求，二是資源條件。當前，我國對地熱應用的需求來自于霧霾治理、節(jié)能減排、供暖制冷以及“一帶一路”等多個方面。
同時，地熱是新能源中最為現(xiàn)實并最具競爭力的能源之一。相對于風能、太陽能，地熱是唯一不受天氣、季節(jié)變化影響的可再生能源，其最大的優(yōu)勢在于其穩(wěn)定性、連續(xù)性和利用率高。因此，在風能、太陽能等快速發(fā)展的今天，地熱不能僅僅甘心做新能源家族中的小兄弟，應該受到更多的關注和重視。
《能源評論》：從資源情況來看，目前全球以及中國的總量如何？
汪集 ：從全球來看，據估算，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190億噸標煤計算，能滿足人類數(shù)十萬年的需求。
對我國而言，初步估算，0～3千米深度區(qū)間的熱量在5000～50000億噸標煤。來自中國地質調查局的調查顯示，中國大陸336個主要城市淺層地熱能可采資源量折合7億噸標準煤，可實現(xiàn)供暖（制冷）建筑面積320億平方米。研究顯示，在回灌情景下，中國大陸水熱型地熱能年可采資源量折合18.65億噸標準煤。
《能源評論》：實際的應用規(guī)模是否比較樂觀？
汪集 ：人類對地熱能的利用方式有三種：蒸汽發(fā)電、直接利用中低溫流體以及地源熱泵。
地熱能直接利用方面，到2015年利用淺層地熱能的國家已達48個，地源熱泵總裝機容量約為5萬兆瓦，占直接利用總量約71%，其中，瑞典、德國、法國、瑞士等國家裝機占歐洲64%；水熱型地熱裝機為7556兆瓦，占比10.7%，規(guī)模較大的國家包括中國、土耳其、冰島、法國、德國等。
目前我國對地熱非電直接開發(fā)利用已居世界首位。截止到2015年，全國淺層地熱能供暖/制冷面積達到3.92億平方米，水熱型地熱能供暖面積達到1.02億平方米，地熱能年利用量約2000萬噸標準煤。國家能源局2017年公布的《地熱能開發(fā)利用“十三五”規(guī)劃》提出，到2020年實現(xiàn)地熱利用量達到7000萬噸標準煤，即實現(xiàn)將近翻兩番的目標。
《能源評論》：這個目標的支撐是國家在清潔供暖方面提出因地制宜的原則，您認為對于不同地區(qū)，有何實際意義？
汪集 ：推進北方地區(qū)冬季清潔取暖是能源生產和消費革命、農村生活方式革命的重要內容。今年清潔供暖工作范圍在過去的京津冀“2+26”通道城市之外，又增加了汾渭平原地區(qū)。實際上，南方地區(qū)也存在清潔供暖的空間。比如長江流域地區(qū)，涉及14個?。ㄖ陛犑校?，約1.5億城鎮(zhèn)人口，也可以在有條件地區(qū)，如廣東豐順、江蘇南通小洋口等地，利用淺層（<200米）中低溫地熱資源，打造“分布式地熱供暖、制冷系統(tǒng)”，以解決南方冬季供暖、夏季制冷（空調）問題。
《能源評論》：從長期來看，地熱能應用的規(guī)模不斷擴大，對提升非化石能源消費占比也會有一定的幫助。
汪集 ：是這樣的，地熱的規(guī)?；l(fā)展對我國能源結構調整也將發(fā)揮突出貢獻。
到2020年，我國非化石能源消費占比將提高3個百分點。根據《地熱能開發(fā)利用“十三五”規(guī)劃》，到2020年將實現(xiàn)替代標煤7000萬噸。按照2020年能源消費總量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，這意味著在非化石能源“十三五”期間3個百分點的增幅中，地熱將“三分天下有其一”。
干熱巖開發(fā)要慎重
《能源評論》：未來地熱的主要應用領域在哪里，應堅持什么原則？
汪集 ：我國擁有全球最大的建筑市場（現(xiàn)有建筑面積>500億平方米），若以現(xiàn)有建筑面積的5%，新增建筑面積的40%采用地源熱泵供熱，則供熱面積可達32.5億平方米，潛在市場規(guī)模1萬億元。
東部大中型含油氣盆地如大慶、松遼、勝利等，資源潛力巨大，且這些油田已到開發(fā)后期，在轉型過程中應大力開發(fā)地熱，使油田變熱田。
目前我國地熱資源的開發(fā)利用應該堅持以下原則：熱電并舉，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；一帶一路，地熱先行。
《能源評論》：對于居于技術前沿的干熱巖地熱開發(fā)，該如何看待？
汪集 ：干熱巖指的是地下深處（一般＞3千米），不含水的干熱巖體。其實干熱巖的開發(fā)利用在國際上是有界定的：溫度必須≥200℃，流量必須≥80公斤/秒=288噸/小時=6912噸/天。
目前的技術難點在于，一是深鉆，二是水力壓裂。往往壓開后又閉合，壓開后裂隙間不連通或形成短路，無法將周圍巖體中的熱量充分吸收進來，而且成本極高，資金回收期長，投入產出比很低。因此，我國干熱巖開發(fā)必須要有新思路。
《能源評論》：國際上有哪些做法，對我們有什么啟示意義？
汪集 ：自上世紀70年代，干熱巖地熱開發(fā)研究興起至今，國外已經建立了試驗性質的增強型地熱系統(tǒng)（EGS）工程31項，累積發(fā)電能力約12兆瓦。
目前國際上的做法主要是兩類：一是在現(xiàn)有水熱系統(tǒng)深部找干熱巖體進行開發(fā)，如美國的Geysers深部，德國的Landau；二是在沒有任何天然水熱系統(tǒng)與地表熱顯示的地區(qū)開發(fā)干熱巖。但要完全造出一個水熱系統(tǒng)，并不容易，比如澳大利亞CooperBasin公司，從上世紀70年代美國在FentonHill開始第一次干熱巖開發(fā)現(xiàn)場試驗，近50年的時間，至今仍沒有收獲。
總體上看，世界干熱巖開發(fā)仍然處于試驗和示范階段，還沒有進入工業(yè)化進程，而且在瑞士巴塞爾、韓國浦項，干熱巖開采還誘發(fā)了地震。由此看來，對干熱巖的開發(fā)利用要慎重決策，要走一條適合中國自己的道路，不能完全照抄別人。
《能源評論》：您曾說過，我國地熱發(fā)電徘徊多年沒有發(fā)展，該如何規(guī)劃其科學之路？
汪集 ：地熱發(fā)電平均利用效率達73%，為太陽光伏發(fā)電的5.2倍，風力發(fā)電的3.5倍且可靠性強，既可作為基本載荷，亦可作為調峰載荷。全球已有20多個國家建有地熱電站，2015年，世界水熱型地熱能發(fā)電裝機容量為1.26萬兆瓦，而我國僅為25兆瓦。
我國西部滇藏地區(qū)特別是西藏地區(qū)能源短缺，但高溫地熱資源豐富，據估算，滇藏地熱帶可供開發(fā)的地熱資源約為500萬千瓦，為現(xiàn)已開發(fā)（羊八井地熱電站25兆瓦）量的200倍，因此地熱發(fā)電應該是解決西部地區(qū)尤其是西藏能源問題的最好選擇。
《能源評論》：《地熱能開發(fā)利用“十三五”規(guī)劃》提出，到2020年，地熱供暖（制冷）面積累計達到16億平方米，地熱發(fā)電裝機容量約530兆瓦，地熱能供暖年利用量4000萬噸標準煤。您認為是否可以實現(xiàn)上述目標？
汪集 ：清潔供暖領域努把力估計是沒問題的，發(fā)電的規(guī)劃目標還要看實施的力度和決心。
以羊八井地熱電站為例，目前裝機量為25兆瓦，每年發(fā)電量達到1.4億多千瓦時。但已開發(fā)的主要是淺層資源，儲藏于地表1400米以下的“大儲量、高品質”的地熱資源尚未開發(fā)，這部分的總裝機容量保守估計至少為3萬千瓦。
羊八井地熱田鉆井深度超過1000米的四口井中，ZK4001孔井口溫度高達200℃，工作壓力為1.5兆帕，據估算，該井單井發(fā)電出力即達12.5兆瓦，但由于釆用了不當?shù)陌l(fā)電設備，目前只能發(fā)1000千瓦電力，十分可惜。
終極目標是地球充電寶
《能源評論》：對于目前地熱開發(fā)利用的支持政策，您如何評價，有哪些建議？
汪集 ：我國《可再生能源法》對地熱能明確認定屬可再生能源，其開發(fā)利用應得到應有的優(yōu)惠和保護。
自2013年，國家就開始出臺鼓勵政策，現(xiàn)有財政和價格激勵政策起到了積極的引導作用，但政策不完善，執(zhí)行不到位、不充分。具體表現(xiàn)在：其一，相關財稅法律規(guī)定缺乏可操作性，缺乏實施條款和落實細則，對優(yōu)惠稅率和補貼力度等激勵政策沒有統(tǒng)一確的標準，導致政策落地難；資源稅稅額標準偏低，不能真實反映能源消耗帶來的社會成本，缺少體現(xiàn)可再生能源性質的“取熱不耗水”的稅收激勵政策。其二，優(yōu)惠力度不足。按照可再生能源電價附加政策要求，對地熱能發(fā)電商業(yè)化運行項目給予電價補貼政策，但細化支持措施偏少且存在缺陷，比如土地使用、設備制造和產品消費的政策不明確等。其三，補貼模式不科學，支持方式有待完善。比如，目前都采用事前和生產環(huán)節(jié)補貼模式，導致效果大打折扣；直接補貼居多，缺乏市場化手段；補貼發(fā)放不及時、不到位，領取周期過長。
可以參照風電、光伏等扶持政策，將地熱能開發(fā)納入可再生能源基金補貼范圍，并按照綠色證書制度發(fā)放綠證配額，進而落實相關企業(yè)的稅收優(yōu)惠，并研究制定以熱（冷）量為單位進行補貼的政策。
《能源評論》：從2019年1月份開始，某些制造行業(yè)資質將由審核制改為備案制，這對地熱能項目下放有何參考？
汪集 ：可以考慮將地熱發(fā)電項目審批權限下放到省級地方政府層面，待條件成熟時，可試點推廣特許經營權，吸引社會力量和資本參與，對參與基礎性公益性地熱能勘查并將數(shù)據統(tǒng)一納入國家地熱能大數(shù)據管理平臺的企業(yè)，可優(yōu)先獲得特許經營資格（采礦權）。
《能源評論》：在您心目中，地熱能開發(fā)終極模式是什么樣的？
汪集 ：未來新能源和可再生能源的發(fā)展方向，是大力發(fā)展“地熱+”，將地熱這一地球本土的未來能源和來自太陽系的其他可再生能源，諸如太陽能、風能、生物質能、海洋能等結合起來一并加以開發(fā)利用，打造多能互補儲/供能系統(tǒng)——“地球充電寶”，真正做到“多能互補、一能多用”，在實際工作中發(fā)揮更大的作用。“地熱”+的內涵可以概括為“天（太陽能）/地（地熱能）合一”、“動（風能、海洋能、生物質能）/靜（地熱能）結合”
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