地热能开发:春天里的挑战
来源:火狐体育官网登陆 发布时间:2024-07-26 01:09:002024-07-26
作为中国科学院地质与地球物理研究所资深研究员、中国地球物理学会地热专业委员会主任,他高 ...
作为中国科学院地质与地球物理研究所资深研究员、中国地球物理学会地热专业委员会主任,他高度关注的《能源发展“十二五”规划》于10月24日由国务院常务会议讨论通过。未来几年我国地热能开发的总路线图由此出炉。
此前,国土资源部发布官方数据,对我国地热资源进行了重新评价。最新评价认为,中国浅层地热能资源量相当于95亿吨标准煤。每年可利用资源量相当于3.5亿吨标准煤。中国大陆3000米至10000米深处干热岩资源总计相当于860万亿吨标准煤,是中国目前年度能源消耗总量的26万倍。已经低调了多年的地热能由此成为大家关注的焦点。
10月25日,当《中国科学报》记者在办公的地方见到这位在地热能一线年的学者的时候,他欣喜地表示:“我国地热能开发的第二个春天确实已经到了。”
1988年,师从中国科学院院士汪集旸的庞忠和毕业并留所工作。作为我国第一个地热学博士,短短两年之后,他就担任了国家自然科学基金地热课题和国家“八五”科技攻关计划地热课题的负责人。
然而,正当他想在地热领域大干一番的时候,却遭遇地热“寒冬”,多家机构和高校的地热研究室被关停或撤销,他也没有更多的项目可以接续。无奈之下,庞忠和远涉重洋,开始了国外的地热生涯。
“从2000年到2005年,我一直在国际原子能机构工作。”庞忠和回忆说,“当时整个机构就我一个地热专家,所以凡是有关地热的项目都会叫我负责。”
那几年,庞忠和跑遍了发展中国家的主要地热区,发达国家的地热区也去了将近一半。在为受援国提供技术服务的同时,对全球的地热开发情况也有了深入的了解。
2005年庞忠和回国,此时国内的地热能开发慢慢的开始升温。不过,在庞忠和看来,真正的升温是近两年的事,标志性事件就是国家“863”计划投入了8000万元支持地热项目。此外,从2009年至今,国土资源部前后投入了四五个亿的资金对全国地热资源重新做出详细的调查评价,这对我国地热能开发的复苏也具备极其重大意义。
“上世纪70年代,地热能开发曾迎来了第一个春天,还在于中东战争导致的石油危机。而这次春天的来临则是缘于节能减排的需要。”庞忠和认为,在减排压力下,地热能担负起历史上前所未有的重要使命。由于近年来全球金融危机仍在延续,地热能的春天也因此会持续更长时间。
谈及国土资源部所公布的数据,庞忠和很兴奋,他所在的中科院地质与地球物理研究所积累了30多年的数据在其中功不可没。
“很庆幸的一点是,我国的地热能开发虽然遭遇了低谷,但作为一门学科,地热学的研究在我们所始终没中断。”
中科院地质与地球物理研究所从1979年起就开始积累大地热流数据,截至目前,2000多个热流数据基本覆盖了全国的陆地和近海,为全国地热资源评价起到了重要的支撑作用。“国土资源部所公布的数据与我们对地热能资源的判断基本吻合,不过要想真正挖潜地热能,还有非常长的路要走。”
庞忠和告诉《中国科学报》记者,地热能大致上可以分为三类:浅热、水热和干热。浅热,即浅层地热能,是上世纪最后十多年世界地热界开拓出的一个新领域,主要依赖于地源热泵技术的发展。“中国和瑞典是浅层地热能利用做得最好的国家。该领域的迅猛发展使得我国保持了地热直接利用总量持续20多年世界第一的位置。”
而水热则是指对温泉的利用。我国是开发利用温泉资源最早的国家之一,目前该领域的现状是,直接利用发展非常迅速,但地热发电则进展缓慢。
上世纪70年代,在李四光先生的倡导下,我国先后建成了西藏羊八井、那曲、郎久等7个地热发电站。然而,由于种种原因,目前我国高温地热发电仅剩下羊八井电站。该电站高峰时期可为市提供50%的电力,特别是在冬季水力发电困难的时候发挥了重要的作用。然而,令人遗憾的是,该电站装机容量后来始终没增加。
“西藏和云南的地热发电潜力达到500万千瓦,而我们只用了其中的0.5%,开发程度太低了。”庞忠和感叹说。
与浅热和水热相比,干热可谓是未来的能源。干热,即地表以下3000米至1万米深处的岩石中所蕴涵的地热能,是未来深层地热资源开发的主要目标。我国地热资源储量数据的变化,也主要立足于此。然而,干热利用面临的最大挑战则是技术上的不成熟。
庞忠和的另一重身份是国际地热协会理事兼科研委员会主席。在国际地热协会,庞忠和的职责之一就是收集全球的科研信息,并参与世界地热路线图的制定。
在国内,庞忠和则参与起草了中国科学院组织的我国未来40年的地热科技路线图。
据记者了解,在中国工程院完成的《中国能源中长期(2030、2050)发展的策略研究》中,地热发电的分阶段目标是:2020年为75兆瓦;2030年为200兆瓦;2050年为500兆瓦。而在中国科学院的《中国至2050年能源科技发展路线图》中,特别规划了深层地热工程化技术的发展路线年商业化的目标。这个目标与国际能源署后来发布的世界地热路线图具有可比性。
2008年初,美国能源部发布了由来自麻省理工学院等单位的专家完成的研究报告《地热能的未来21世纪增强型地热系统(EGS)对美国的影响》,随后又发布了干热岩技术评估与地热能市场评估报告,充分肯定了干热岩开发利用技术对美国未来能源的影响。EGS也由此成为深层地热开发的主流技术。
庞忠和告诉《中国科学报》记者,目前我国也已经启动EGS技术的研究。但无可否认的是,该技术还面临诸多挑战。“现在深层地热开发最关键的还是研发新技术,减少相关成本,确保安全。即使是已经对EGS研究了30多年的欧美国家,也不具备大规模商业化的优势。”
然而,目前国家层面的目标也是2030年使我国深层地热开发技术实现商业化。庞忠和坦承,要想实现这一目标,绝不可能一蹴而就,未来将任重而道远。