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地热产业“深浅结合”“热电结合”方有生命力

发布时间:2022/5/30 10:40:59     来源:中国地热网

中石化经济技术研究院 罗佐县
“双碳”目标提出之后,深入推进能源革命,加快能源结构转型,大力发展以可再生能源为主体的非化石能源成为能源业界共识。非化石能源的供应形式无非就是热和电,地热作为可再生能源家族的一员,在热电供应方面的潜在空间正在被一步步拓宽。
我国地热资源丰富,但产业化程度总体不高,其主要原因是地热产业初始投资大,进入门槛高。虽然是劣势,但这也是优势,因为地热产业运营成本低的优势要通过长周期才能体现出来,优势表现在发展后劲儿上。相信随着非化石能源步入大发展时代,地热产业也将步入发展新阶段。
时代变迁之力正在助推地热产业发展提速
新型电力系统建设催生地热发展机会。新型电力系统是指以新能源为主体的电力系统,建成该系统是今后我国能源转型和电力行业发展的长期重要目标,也是支撑碳达峰的重大战略举措。近期出台的《“十四五”现代能源体系规划》指出,我国未来能源供应的发展重点主要围绕绿色电力供应展开。经过10多年的发展,目前我国已是全球风电、太阳能发电、水电与核电大国,这些领域的发电装机容量和发电量均位居世界前列。但我国不是地热发电大国,地热发电与美国、印尼、菲律宾、土耳其等地热大国相比尚存在较大差距。随着非化石能源在一次能源中占比达到25%的目标时间点2030年的临近,今后新型电力系统的建设必然要求充分挖掘包括地热在内的一切新能源的资源潜力。
地热将在日益增长的热需求中扮演重要角色。经济发展了,人民生活水平自然要提升。生活水平的提升可以在多个方面得到体现,其中寒冷冬季的生活供暖,炎炎夏日的舒适清凉都是重要表现。近年随着经济发展水平提升,我国建筑能耗中用于供暖和制冷的比重显著增加。建筑运行能耗在我国终端能源消费中的占比达到20%以上,建筑是今后重要的节能减排阵地。地热作为可再生能源,在建筑运行中应用于供暖制冷可以有效兼顾民生供暖制冷需求和低碳减排双目标。当前我国的城市化建设正在步入新的更高质量发展阶段,乡村振兴也在紧锣密鼓地推进,各类公共建筑和城乡住宅面积还将在今后一个时期保持一定规模增长,这些变化为地热的进一步应用提供了平台。
未来将向“深浅结合”和“热电结合”转型
地热开发利用“深浅结合”有助于突破地热的空间开发限制,扩大地热产业覆盖面。在资源条件具备的地区,中深层(水热型)地热开发利用可应用于地热供暖和温泉开发等一体化综合利用方面。但水热型资源开发利用受资源分布区域制约,不是所有的地区都有热水资源,这样的资源禀赋特点决定了地热开发单纯依赖水热型资源的局限性。但是浅层地热基本上可以“就地取材”,土壤、地表水都可以作为热源而加以开发利用。二十世纪七八十年代我国开始引进地源热泵技术之后,依托地源热泵开发利用浅层地热在全国得以大范围推进,截至目前地源热泵项目在全国各省区市皆有分布,说明地源热泵在全国应用具有普适性。
其次,热电结合是提升地热能源化利用水平的必由之路。从世界范围看,地热开发利用的主要目标是发电,地热发电是衡量地热能源化利用水平的最重要标志。我国是地热利用大国,地热直接利用规模长期位居世界第一。在水热型地热供暖大规模推广之前,地热主要用于温泉康养旅游,总体开发层次较低,地热能源化、产业化利用程度不够。至于地热发电装机规模则更小,即便发展到今天也不足50MW的装机规模。
地热发电在我国发展缓慢,除受高温资源分布及禀赋限制之外,缺少战略眼光及思想上的不重视也是重要原因之一。据国内地热领域资深专家介绍,20世纪70年代我国就已建成一批地热发电项目,其中以中低温地热发电技术应用为主,个别项目实现了能够用67摄氏度的中低温热水发电。但当时的主流思想是地热发电经济效益不好,不宜大发展。在此主流思想的指导下,我国失去了地热发电的重大战略机遇期。如今外部条件起了变化,能源行业主管部门已明确了地热产业的发展目标和方向,中央和地方各项有利于地热发电的政策相继出台,推动地热发电发展的外部条件正在形成。在此形势下行业主体应顺势而为,加快推进地热开发利用向由热向电、热电结合方向转型。
新形势下加快地热产业发展的政策着力点
地热产业化水平整体比较低,促其平稳快速发展需要在技术研发、标准制定及政策规制方面全面系统升级,以形成与地热产业大发展相匹配的商业环境。一个产业有没有经济性不是绝对的,取决于发展条件。有条件的可以上,没有条件的创造条件也可以上。就当前地热发展基础及今后发展趋势看,应着力解决好以下发展保障方面的问题。
一是加大地热开发利用技术攻关力度,力求突破重大关键技术瓶颈。目前无论是浅层还是中深层地热开发利用,都面临一些亟待跨越和突破的技术障碍,这些障碍一旦跨越,地热的经济性就会上一个台阶。比如地热资源勘查评价技术、中深层地热开发利用的回灌技术、浅层地热开发利用的热平衡技术及中低温地热发电技术等。这些问题解决不好,一则不能实现地热开发与环境保护协调,二则不能实现地热经济性开发利用,制约商业化和规模化步伐,可持续发展也就无从谈起。
问题的关键在于如何去做。其实不仅仅是地热,就当前各行业的技术创新趋势看,通过跨界合作追求跨越发展已成为普遍趋势和战略选择。跨界合作旨在吸收不同领域、不同主体的先进要素,从而形成具有要素集成特点的先进生产力,通过资源共享有效缩短技术研发和应用示范的周期,以追求合理的发展速度。地热开发利用科技攻关应充分借鉴这一思路,创建集不同企业、科研机构、投资金融等主体的资本和生产要素,加快推动产学研一体化进展,实现科研成果向现实生产力的快速转化。
二是重视财税金融政策跟进与支持。能源管理部门、自然资源管理部门及住建部门等管理机构近年出台了系列直接或间接支持地热开发利用的政策,这一点非常令人鼓舞。比如住房城乡建设部就出台《“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划》等系列绿色建筑节能文件,鼓励新建项目安装地源热泵并提出明确发展目标要求。在落实好这些政策的基础上,建议重视财税价格政策的扶持与跟进。太阳能、风电之所以能快速发展起来,与其发展初期的政策扶持是分不开的。地热产业经过多年发展虽然取得一定进展,但地热发电等新兴领域抗风险能力总体还比较弱。考虑到地热发电项目一旦建成可以稳定运行的特点,出于鼓励支持稳定性好的绿电发展的需要,在电价等方面应给予地热发电一定的扶持,价格有必要体现绿电的稳定性价值。
此外,目前的资源税政策对地热开发利用有一定的制约,应酌情考虑为行业发展减税松绑。在供暖方面,由于住宅入住率低及热价价格倒挂等因素的客观存在,地热供暖的热价需要进一步理顺以激励地热供暖行业积极性。据有关建筑节能的研究数据,目前全国供暖平均成本在27元/平方米左右,而全国的平均热价仅24元/平方米,供暖行业长期处于亏损状态。要促进地热供暖大发展,合理的热价是非常必要的。
综上所述,地热能源化、产业化利用过去的步子较慢,与当时的经济环境、能源需求时代特点有关。如今时代变了,有关地热产业发展的外部条件出现了积极的变化。对于地热行业而言要紧抓机遇和机会,自我加压,高度重视管理创新与技术创新,努力探索碳达峰、碳中和形势下地热产业发展的新模式和新道路,做到打铁还需自身硬。对于政策制定而言,需要聚焦地热行业发展的核心诉求,给予必要且及时的政策支持。政策扶持与行业自省、自觉结合可形成地热产业发展的“双轮驱动”机制,助推地热产业走上平稳、快速、健康发展的大道。
本文原载于《中国建材报》5月23日3版
责编:丁涛
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