想象一下,如果没有太阳,人类将如何获得充足的能源?太阳是我们地球上最为丰富的能源来源之一,然而在今年的九月,一场世界地热大会将在中国举行,这也将引起人们对地热能的更多关注。作为来自地球内部的一种能源,地热能是绿色、低碳的代表,同时其总量之惊人更是令人叹为观止,约为全球煤炭储量的1.7亿倍,堪称地球的巨大宝藏。我国拥有丰富的地热资源,其市场前景也异常广阔。为了顺利实现能源的绿色低碳转型,我们必须进一步提升地热能的利用水平。
地热能的开发利用可以分为两个方面:直接利用和地热发电。地热的直接利用范围广泛,包括供热、制冷、烘干、温泉洗浴等,而其中地源热泵更是全球主要的地热直接利用方式之一。虽然我国在地热直接利用方面的规模一直居世界前列,但在地热发电领域,我们仍然有许多进步空间。目前,我国地热资源主要集中在直接利用领域,2020年地热直接利用量已超过40吉瓦,占全球比例达到38%。然而,地热强国的名号对于我国来说仍有距离,尤其是在地热发电领域,我国的装机量甚至未能跻身全球前十。
过去,地热能的直接应用存在一个问题,那就是地理局限性。由于热能难以远距离传输,地热能只能在资源产地附近被利用。为了更好地利用这一宝贵资源,我们需要将地热能转化为电能,因为电能具有较低的传输损耗,可以在更远的地方传输。这也是一些地热大国更注重地热发电应用的原因。然而,由于地热能的利用率并不高,我国的地热能只能在局部地区进行利用,难以进行大范围的转移。
幸运的是,地热发电原理并不复杂。在传统的火电厂中,我们使用煤炭、天然气、石油等化石燃料,以产生高压蒸汽驱动发电机发电。而地热发电的原理则是利用地球本身,通过地热水形成过热蒸汽,然后将其导入涡轮机内,通过旋转发电机来发电。在能量来源方面,地热电站使用的技术与煤电站、天然气发电站以及核电站是相同的。
地热发电是一种稳定可靠的可再生能源,每年的发电利用小时数高达8000小时以上,这个数字甚至可以与核电相媲美,远远高于风能和光伏发电。此外,地热发电还有许多优势,包括平均寿命周期内的低碳排放、负荷稳定、可调频调压、土地资源占用较少以及不受天气影响等。特别是在水电大省云南、四川等枯水季节,地热发电将发挥更大的作用。在我国多元互补的新型能源体系中,地热发电将扮演重要的角色。
“十四五”开局之际,国家能源局与其他八个部门联合发布了《关于促进地热能开发利用的若干意见》,明确要在资源条件优越的地区建设一批地热能发电示范项目,将全国的地热发电装机容量在2020年的基础上翻一番。目前,我国的企业已经掌握了地热发电的关键技术和核心装备,具备了地热发电规模化发展的能力。然而,如果没有政策支持,地热发电依然有可能未能完成国家规划。
为了促进地热发电的开发利用,首要任务是摸清资源情况。与太阳能、风能不同,地热能藏匿于地下,不为人所见。只有真正了解地热资源的储量和类型,我们才能更好地利用这一宝贵资源。因此,我们需要鼓励引导社会资本投资地热资源的调查、详细调查、勘查和开发。重点是了解地热能资源的类型、热源、热通道、储热特征以及分布,评估地热能的潜力,优选适宜的地区,为地热能发电和梯级开发提供资源基础。
除了资源基础的建立外,制定电价和其他相关支持政策也是促进地热发电规模化发展的关键。从风电、光伏产业的发展经验来看,可再生能源电价的附加分摊政策在推动产业发展和技术升级方面起到了关键作用。与印度尼西亚、菲律宾、土耳其等地热发电领先国家的经验一样,政策支持验证了技术进步与规模化发展之间的紧密联系。因此,各级政府可以考虑出台电价和相关支持政策,特别是在地热资源丰富的地区,如西藏、四川、云南等地,组织建设高温地热发电工程,从而支持地热发电与其他可再生能源的协同发展。
此外,为了实现地热发电的规模化发展,我们还需要推动深层地热能利用技术的突破。目前,技术可利用的中浅层地热资源并不足以支撑大规模的地热发电装机。因此,我们需要鼓励地热发电企业提高地热田开发潜力,积极探索干热岩发电的商业化路径。在这方面,建立产学研联盟,将科研院所和高校的力量结合起来,持续投入,推动中国地热发电方案的创新与实施。
总的来说,地热能作为一种可再生的绿色能源,有着巨大的潜力和优势,但在我国的发展路径中还有许多挑战。通过科学合理的政策支持,技术突破和资源开发,我们有望将地热能充分利用,为我国的能源绿色低碳转型提供坚实支撑,为可持续发展的未来铺平道路。