在此方针下，地热能作为非化石动力，如何在未来的动力体系中发挥更大效果?就此，《我国石油石化》记者采访了长时间从事地热和水文地质研讨的我国科学院院士汪集暘。
才智运用地热能——专访我国科学院院士汪集暘
以“地热+”的思想和运用，以科学的顶层规划，让地热在现代动力体系中发光发热。
《“十四五”现代动力体系规划》明确提出了“十四五”时期现代动力体系建造的首要方针，其间包含动力低碳转型要获得明显成效——单位GDP二氧化碳排放五年累计下降18%。到2025年，非化石动力消费比重提高到20%左右，非化石动力发电量比重到达39%左右，电气化水平继续提升，电能占终端用能比重到达30%左右。
在此方针下，地热能作为非化石动力，如何在未来的动力体系中发挥更大效果?就此，本刊记者采访了长时间从事地热和水文地质研讨的我国科学院院士汪集暘。
重视地热+
我国石油石化：汪院士，您好!您以为地热能作为非化石动力，如何在未来的动力体系中发挥更大效果?
汪集暘：在非化石动力咱们庭里，地热是地球本乡动力、清洁动力、可再生动力、非碳基动力，有共同的优势。但从资源总量来看，跟太阳能、风能等比较要小得多，并且散布不均匀。
在未来的动力体系中发挥更大效果，应重视“地热+”的思想及运用。能够将地热这种地球本乡的动力和来自太阳系的其他新动力、可再生动力，诸如太阳能、风能、生物质能、海洋能等，结合起来同时加以开发使用，不争老大老二、不分你我，概括使用，真正做到“多能互补、一能多用”，在北方清洁取暖、南边制冷空调等工作中发挥更大的效果，解决实践的民生问题。
为方便叙述，可将“地热+”的内涵概括为“天地合一、动态结合”。“天”指太阳能，“地”即地热能;“动”指风能、海洋能、生物质能，“静”指地热能。实践上，现在修建行业中大力推行的“近零能耗修建”和供暖行业中的“区域动力网(站)”等都是“地热+”概念的延伸或运用。
运用的实例也有。比方，意大利国家电力公司ENEL在美国内华达州斯蒂尔沃特(Stillwater)地热电站实施了联合发电。2009年组合了太阳能光伏，2015年又组合了太阳能热发电。现在地热发电33兆瓦，光伏发电26兆瓦，光热17兆瓦，给地热发电因正午环境温度增高而致的功率降低完成了很好的发电增效。
我国石油石化：据悉，从“地热+”概念里引申，您提出了“地球充电/热宝”。这具体是一种什么样的概念?
汪集暘：所谓“地球充电/热宝”(earthcharger)，是指以地球介质为载体的“地热+”多能互补储/供能体系。该体系可将各种形式的能量贮存于地下，并按需求取出加以使用，是地热开发使用的一条新途径。
地球是一个庞大的热库，地热能是一种不可多得的绿色本乡动力，但它的明显下风是散布极不均匀，往往在有需求的当地没有满意的资源，在没有需求的当地资源又很丰富，存在供需矛盾的问题，必须加以调理。
别的，在新动力和可再生动力咱们庭中，我国西北、东北、华北区域弃风、弃光现象非常严重，有些区域高达50%以上，造成了动力很多糟蹋。据报道，2017年弃光、弃风的能量约为三峡水库全年的发电量。并且城市中有很多的余热、“废”热没有被有用使用，同样是动力的糟蹋。如何将这些废弃的能量贮存起来并加以充分使用，是摆在地热界乃至整个新动力和可再生动力界的大问题。
现在，国际上已经开端留意这些问题，并提出了“地球电池”(earthbattery)的概念。以为将地球上各种多余的能量贮存到地下是一种将取能/储能相结合的动力开发使用新途径。但“地球电池”的提法不行准确，因为地球是一个可反复充电、用电的“电池”，就像现在咱们广泛运用的手机充电宝。因而，我以为将这种储能技能取名为“地球充电/热宝”更为贴切，也更为通俗易懂。
让地球来储能
我国石油石化：与传统的储能技能比较，“地球充电/热宝”有什么优势?
汪集暘：与传统的储能技能比较，“地球充电/热宝”至少具有以下长处。
第一，规划大。一般水箱储热的容量均小于105立方米，而“地球充电/热宝”使用地下含水层储热的容量可大于106立方米。
第二，运用广。“地球充电/热宝”不仅能够使用风能、太阳能无法消纳而剩余下来的能量，也可将城市中的废热、余热会集起来加以贮存和使用，比方发电厂、污水处理厂的余热。
第三，跨时节。风力、光伏的资源总量尽管大得多，但存在时间、空间上供需不匹配的问题。在我国诸如长三角等冬冷夏热的区域，可将夏季酷暑难熬时的多余热量存储于地下含水层中，供冬天严寒时取出来加以使用。
第四，本钱低。据初步预算，水箱储热的本钱为40~100元/千瓦时。若用“地球充电/热宝”储热，则本钱大幅度降低，可降至0.1~20元/千瓦时。
我国石油石化：您看好“地球充电/热宝”的运用前景吗?
汪集暘：当然。这种储能技能已有不少成功运用的实例。例如，德国2004年就在Kiel区域建立了基于地下含水层的跨时节储热体系。该项意图冷井工作温度约在10℃左右，使用1000平米的房顶太阳能集热器作为热源，使热井工作温度到达50℃左右，为108栋公寓合计7000平米的社区进行供暖。
瑞士计划在首都伯尔尼区域将发电站的废热存储在地下砂岩含水层，以完成在冬天为该市旧城区供给供暖。该项目使用发电厂出产过程中废物、木材和天然气等焚烧发生的热量加热地下水并将其泵入地下200~500米深的砂岩层中进行存储，预计可存储热容量为3~12兆瓦的废热。
结合当前我国的实践状况来看，北方区域清洁供暖是摆在全国地热工作者面前的一个大问题。无论是北京城市副中心、雄安新区，还是京津冀区域，地球充电/热宝都大有用武之地。
举例来说，雄安新区自2004年大规划挖掘深部震旦系雾迷山组大型岩溶热储的地下热水进行全县供暖以来，水位从2004年的地下42米急速下降至2012年的地下81米。8年间下降了39米，平均每年下降近5米。能够幻想，这部分采出的地下热水空间若加以回灌补充，可贮存巨大的热水体积，从而添加雄安区域的地热资源潜力。并且回灌后，可补充地热田下降的热储压力，也有助于恢复地下水位。
《“十四五”动力范畴科技立异规划》在“地热能开发与使用技能”板块的“运用推行”部分中提出，推行含水层储能、岩土储能等跨时节地下储热技能使用，因地制宜推行集地热能发电、供热(冷)、热泵于一体的地热概括梯级使用技能。在“会集攻关”部分提出，展开高温含水层储能和中深层岩土储能要害技能研讨，完成余热废热的地下储能。
这进一步明确了“地球充电/热宝”储能技能在我国的运用。比方，发展含水层储能技能，以地下水为介质，以100%原水同层对井回灌为手法，使用含水层的地质热惯性进行开发。冬冷夏用，夏热冬用，冷热联供，是中央空调体系的最佳冷热源。与燃气供热和电制冷的传统空调体系比较，供暖节能50%、制冷节能80%，同时可解决国内地下水源热泵地下水不能有用回灌的瓶颈，让地下水源热泵起死回生。
做好顶层规划
我国石油石化：在现代动力体系建造中促进我国地热产业发展，您有什么建议?
汪集暘：发展地热产业，必定要有顶层规划，要有总的规划。规划怎么做?首要要看资源条件。
我国地热资源比较丰富。《我国可再生动力发展陈述(2020)》的数据显现，我国336个首要城市浅层地热能年可挖掘资源量折合标准煤7亿吨。在回灌情形下，中深层地热能年可挖掘资源量折合标准煤18.65亿吨。全国埋深3000~10000米的深层地热根底资源量约为2.5×10^35焦耳，折合标准煤856万亿吨。
尽管资源量丰富，但是散布不均匀。浅层地热资源在全国范围内遍及较为丰富，首要散布在北京、天津、河北、山东、江苏、湖南、安徽、上海、陕西等省份。中深层地热资源以中低温为主、高温为辅。中低温型地热资源首要散布在华北、松辽、苏北、江汉、鄂尔多斯、四川等平原和盆地，以及东南滨海、胶东半岛和辽东半岛等山地丘陵区域。而高温型地热资源首要散布在西藏自治区南部、云南省西部、四川省西部和台湾省。我概括为“东高西低、南高北低”。
其次要看需求。北方有清洁取暖的需求，南边有因冬冷夏热而发生的供暖、制冷需求。基于资源和需求两方面的考虑，我以为我国地热开发应该遵循“深浅统筹、由浅及深，热电并重、以热为主、西电东热，干湿有度、先湿后干”的总方针。
我国石油石化：为什么是“深浅统筹、由浅及深，热电并重、以热为主、西电东热，干湿有度、先湿后干”?
汪集暘：这首要是从经济性方面考虑。开发地热不能只算政治账，更应该算经济账。
200米以浅的浅层地热开发难度低，用热泵技能就能够完成开发使用，因而使用本钱低。并且江河湖海等水体里蕴含的热能都能够开发使用。南京江北新区江水源热泵区域供冷供热项目，依据项目规划可向新区核心区的8.75平方公里近1600万平方米修建群供给供冷供热服务，每年可为新区节约用电量1.4亿度电，相当于少烧4.69万吨标煤。从资源量上来说，已经能够很大程度上满意清洁取暖、制冷方面的需求。而越往深层，开发难度越大，对设备、技能的要求越高，本钱也越高。因而，应该“深浅统筹、由浅及深”。
至于“热电并重、以热为主、西电东热”是由我国地热资源的散布状况决议的。我国的地热资源以中低温为主，更适合发展供热。比方，东部区域的地热资源用来发电品位不行，而夏热冬冷的气候状况，用地热供暖很适合。截至2020年，我国浅层地热源热泵供暖(制冷)面积已到达约8.58亿平方米，位居世界第一。我国北方区域中深层地热供暖面积累计约1.52亿平方米。其间，河南等地增长较快，形成较大规划的开发使用，在散煤代替和完成区域清洁取暖方面发挥了较大效果。我国150℃以上的高温地热资源会集在西藏、云南腾冲一带的滇藏地热带上，因而我国的地热发电站也较为会集在这一区域。《“十四五”现代动力体系规划》明确指出，“活跃推动地热能供热制冷，在具有高温地热资源条件的区域有序展开地热能发电演示”。地热发电装机容量落后于其他国家没有关系，不应以地热发电量论英雄，应以我国的实践需求为导向，以热为主、西电东热。
提到“干湿有度、先湿后干”，我对近年来炒得很热的干热岩并不看好。深层(4000~10000米)干热岩尽管资源量巨大，但开发难度很大，技能、装备水平达不到，因而开发本钱高昂。从上世纪70年代末至今，全世界前前后后有64个国家开发过干热岩，但到现在只有坐落德国、法国交界处的1个干热岩项目成功了。而该项现在后投资了1亿多欧元，只有2000千瓦的装机容量，投入产出比太低。赔本的买卖不精干，我国发展干热岩应慎之又慎。能够做一些前期研发、盯梢，但很多投入没有必要。说白了，开发干热岩是要人工热储体系，但已经有很好的天然水热体系为什么放着不用，而要花巨资去人工?
总而言之，以这样的顶层规划，政产学研用金服结合起来，特别是决策者要有清醒的知道，共同促进我国地热产业蓬勃发展，为现代动力体系建造做出更大奉献。我国石油石化作者：陆晓如
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