在4月7日召開的香山科學會議第555次學術(shù)會議上,多學科跨領(lǐng)域的科學家們以“深層地熱能系統(tǒng)理論與系統(tǒng)工程的集成創(chuàng)新”為題,圍繞深層地熱能的成因與分布、深層地熱能的勘察和評價、深層地熱能的開發(fā)與利用等中心議題展開深入討論,并報告了他們在地熱能研究上的新發(fā)現(xiàn)。近日,國家能源局下發(fā)了《關(guān)于對擬籌建的能源行業(yè)地熱能專業(yè)標準化技術(shù)委員會征求意見的通知》,進一步推進地熱能行業(yè)的標準化進步。
中國工程院院士多吉認為,地熱資源具有清潔、、穩(wěn)定、安全等獨特優(yōu)勢。在治理霧霾、節(jié)能減排、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)等方面,地熱資源可以發(fā)揮不可替代的作用。但技術(shù)落后已經(jīng)成為我國地熱能開發(fā)利用的主要瓶頸。
資料顯示,人類從很早以前就開始利用地熱能。在舊石器時代,原始人類就有利用溫泉沐浴、醫(yī)療的嘗試,在古羅馬時代,人們開始利用地下熱水取暖,到了近代更有建造農(nóng)作物溫室、水產(chǎn)養(yǎng)殖及烘干谷物等。但是,真正認識地熱資源并進行較大規(guī)模的開發(fā)利用卻要到20世紀中葉才開始。在現(xiàn)代,人們則更多利用地熱來發(fā)電。
地熱能的利用可分為地熱發(fā)電和直接利用兩大類。地熱能是來自地球深處的可再生能源。地球地殼的地熱能源起源于地球行星的形成(20%)和礦物質(zhì)放射性衰變(80%)。地熱能儲量比目前人們所利用的總量多很多倍,而且因為歷史原因多集中分布在構(gòu)造板塊邊緣一帶、該區(qū)域也是火山和地震多發(fā)區(qū)。如果熱量提取的速度不超過補充的速度,那么地熱能便是可再生的。地熱能在世界很多地區(qū)應(yīng)用相當廣泛。據(jù)估計,每年從地球內(nèi)部傳到地面的熱能相當于100PW·h。不過,地熱能的分布相對來說比較分散,開發(fā)難度大。
目前,我國地熱資源年開發(fā)利用量不足可開發(fā)利用量的2%。上世紀70年代,我國地熱發(fā)電一度位于水平。然而,近30年來,這項事業(yè)停滯不前。對此,多吉認為,除了科學技術(shù)研發(fā)不足以外,我國開發(fā)地熱資源缺乏相關(guān)法律法規(guī)及政策支持,缺乏統(tǒng)一立法,存在多頭重復管理等問題。應(yīng)盡快制定針對地熱資源開發(fā)領(lǐng)域的優(yōu)惠政策及統(tǒng)一的法律法規(guī),推進碳匯交易,促進我國地熱事業(yè)健康、可持續(xù)發(fā)展。
在所有的地熱資源當中,具潛力的恐怕要屬干熱巖型地熱。可以說,站在地球的每一個角落,腳下幾千米深處的巖石,都是熱源。與傳統(tǒng)化石能源相比,干熱巖地熱能是一種清潔可再生能源;與其他清潔能源相比,干熱巖能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定、可靠且安全的能源供應(yīng)。但也有專家認為,由于技術(shù)、設(shè)備等原因,我國對干熱巖的開發(fā)利用仍尚待時日。
干熱巖也稱增強型地熱系統(tǒng)(EGS),或稱工程型地熱系統(tǒng),是一種不含水或蒸汽的致密高溫巖體,其內(nèi)部不存在流體或僅有少量地下流體,埋深在3至10公里之間,溫度為150至400攝氏度(一般大于200攝氏度),高溫地熱資源則主要來源于此。與之并列的是溫度介于90至150攝氏度之間的中溫地熱資源和溫度低于90攝氏度的低溫地熱資源。根據(jù)有關(guān)部門專家估算,我國干熱巖資源潛力約為856萬億噸標煤,相當于2014年我國全年能源總消費的4040倍。
根據(jù)我國地熱專家們的調(diào)查研究分析顯示,我國高溫地熱資源主要分布在藏南、滇西、川西和中國臺灣地區(qū),已發(fā)現(xiàn)高溫地熱系統(tǒng)200多處。中低溫地熱資源則主要分布在大型沉積盆地和隆起山地的斷裂帶上。
未來,隨著新興科技例如水熱鉆機、等離子鉆機等設(shè)備的研發(fā)成功,鉆井成本有望大幅下降,屆時地熱能由于其不受位置和氣候影響能提供24小時穩(wěn)定基載電量的特性,建設(shè)時間、成本和大眾疑慮又遠低于核能;將很有望成為具競爭力綠色能源和暖化的解救方案。科學家們期待,在科學研究、技術(shù)開發(fā)和政策環(huán)境的推動下,我國能在2030年實現(xiàn)干熱巖發(fā)電商業(yè)化,2050年全國達到干熱巖發(fā)電1500萬千瓦,地熱開發(fā)利用技術(shù)處在前列。