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地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用

從歐洲地?zé)岚l(fā)展看我國(guó)地?zé)衢_(kāi)發(fā)利用問(wèn)題

  摘 要：近年來(lái)
，歐洲地?zé)豳Y源的開(kāi)發(fā)利用取得了迅速的發(fā)展
。我國(guó)地?zé)崮艿拈_(kāi)發(fā)利用與歐洲相比具有諸多的相似性。因此
，歐洲地?zé)崂?/a>的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)對(duì)我國(guó)地?zé)衢_(kāi)發(fā)利用具有重要的借鑒意義。本文介紹了歐洲地?zé)衢_(kāi)發(fā)利用的現(xiàn)狀和趨勢(shì)
，分析總結(jié)了歐洲地?zé)崂?/a>的發(fā)展模式
，幵針對(duì)我國(guó)地?zé)?/a>的開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題，提出了促迚我國(guó)地?zé)?/a>利用發(fā)展的對(duì)策和建議
。
 
  關(guān)鍵詞：歐洲
；地?zé)岚l(fā)電；地?zé)嶂苯永?/a>
；增強(qiáng)地?zé)嵯到y(tǒng)
；地?zé)衢_(kāi)發(fā)
 
  0 引言.
 
  2013 年 1 月 10 日
，國(guó)家能源局、財(cái)政部
、國(guó)土資源部
、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于促迚地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)利用的指導(dǎo)意見(jiàn)》，指出我國(guó)地?zé)崮苜Y源儲(chǔ)量大
、分布廣
、發(fā)展前景廣闊、市場(chǎng)潛力巨大
，地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)對(duì)緩解我國(guó)能源資源壓力
、實(shí)現(xiàn)非化石能源目標(biāo)、推迚能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命
、促迚生態(tài)文明建設(shè)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和長(zhǎng)進(jìn)的戰(zhàn)略意義
。
 
  這仹指導(dǎo)意見(jiàn)明確提出了地?zé)崮?/a>“十事五”發(fā)展目標(biāo)，到 2015 年
，全國(guó)地?zé)峁┡?/a>面積達(dá)到 5 億m2
，地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到 100 MW，地?zé)崮?/a>年利用量達(dá)到 2000 萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤
。到 2020 年
，地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)利用量達(dá)到 5000 萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤。但目前的現(xiàn)狀是
，地?zé)?/a>發(fā)電裝機(jī)容量?jī)H為 27 MW
，即未來(lái)兩年多的時(shí)間內(nèi)，我國(guó)需要新增地?zé)犭娬?/a>裝機(jī)容量 73 MW
，這應(yīng)該是一項(xiàng)非常難以完成的仸務(wù)
。包括地?zé)?/a>區(qū)域供暖和地源熱泵在內(nèi)，全國(guó)地?zé)峁┡?/a>面積已達(dá) 2.5 億m2
，在未來(lái)時(shí)間內(nèi)還需要增加一倍的供暖面積
，這也是一項(xiàng)艱巨的仸務(wù)。
 
  2013 年 6 月
，意大利比薩城麗辦了“歐洲地?zé)岽髸?huì)（EGC2013）”
，對(duì)歐洲各國(guó)地?zé)衢_(kāi)發(fā)利用情況迚行了全面跟蹤。本文梳理會(huì)議提供的信息
，對(duì)歐洲地?zé)岚l(fā)展現(xiàn)狀迚行思考
，總結(jié)歐洲地?zé)?a href="http://www.xianzinvrenfang.com/t/開(kāi)發(fā).html" >開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，探討我國(guó)地?zé)?a href="http://www.xianzinvrenfang.com/t/開(kāi)發(fā)利用.html" >開(kāi)發(fā)利用存在的問(wèn)題
，為我國(guó)地?zé)崂?/a>健康發(fā)展獻(xiàn)言獻(xiàn)策
。
 
  1 歐洲地?zé)岚l(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì).
 
  1.1 地?zé)?a href="http://www.xianzinvrenfang.com/t/發(fā)電.html" >發(fā)電.
 
  EGC2013 會(huì)議對(duì)歐洲地?zé)岚l(fā)電數(shù)據(jù)迚行了更新，截至 2012 年底，歐洲已有 9 個(gè)國(guó)家建有地?zé)犭娬?/a>
，裝機(jī)容量達(dá)到 1847.9 MW
，年發(fā)電量 12158.3GW·h/a，年能量利用系數(shù)為 75%
。相對(duì)于“世界地?zé)岽髸?huì)（WGC2010）”的數(shù)據(jù)
，近3年來(lái)，歐洲地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)增加了212.9 MW
，這主要得益于冰島（90 MW）
、土耳其（84.6 MW）和意大利（32.5 MW）這三個(gè)國(guó)家地?zé)犭娬?/a>規(guī)模的增長(zhǎng)。到 2015 年歐洲地?zé)?a href="http://www.xianzinvrenfang.com/t/發(fā)電.html" >發(fā)電國(guó)家將增加 6 個(gè)
，地?zé)犭娬?/a>裝機(jī)容量有望達(dá)到 2641 MW
，其中土耳其地?zé)岚l(fā)電迎來(lái)井噴式發(fā)展，由目前的 166.6 MW 迅速發(fā)展到 643 MW
，將成為未來(lái)歐洲地?zé)岚l(fā)電產(chǎn)業(yè)的焦點(diǎn)
。
 
  1.2 地?zé)嶂苯永?/a>.
 
  地?zé)?a href="http://www.xianzinvrenfang.com/t/直接利用.html" >直接利用覆蓋了歐洲絕大多數(shù)國(guó)家，截至2012 年底
，歐洲地?zé)?a href="http://www.xianzinvrenfang.com/t/直接利用.html" >直接利用裝機(jī)容量達(dá)到 24.3GW
，主要包括地源熱泵（16.5 GW）、地?zé)釁^(qū)域供暖（3.9 GW）
、地?zé)峁?a href="http://www.xianzinvrenfang.com/t/農(nóng)業(yè).html" >農(nóng)業(yè)應(yīng)用（1.4 GW）以及地?zé)嵯丛?/a>等（2.6 GW）
，如圖 3 所示。歐洲地?zé)嶂苯永?/a>的發(fā)展很大程度上得益于淺層地?zé)崮艿拈_(kāi)發(fā)
，地源熱泵技術(shù)在歐洲的推廣使得 EGC2013 會(huì)議將淺層地?zé)崮軕?yīng)用單獨(dú)作為地?zé)崂?/a>的一個(gè)領(lǐng)域
。瑞典、德國(guó)
、法國(guó)和瑞士成為地源熱泵領(lǐng)域的“四大國(guó)”
，占據(jù)整個(gè)歐洲地源熱泵的 64%，未來(lái)兩年內(nèi)“四大國(guó)”將繼續(xù)引領(lǐng)歐洲地源熱泵熱潮
，有望在 2015 年突破 15 GW
。
 
  1.3 增強(qiáng)地?zé)嵯到y(tǒng)（EGS）.
 
  增強(qiáng)地?zé)嵯到y(tǒng)被認(rèn)為是地熱能的未來(lái)，有著巨大的開(kāi)發(fā)潛力
。歐洲近年來(lái) EGS 取得了較大迚展
，法國(guó)蘇茨（Soultz）在 2009 年建成 1.5 MW 的 EGS試驗(yàn)電站（圖 5a），近三年來(lái)在人工熱儲(chǔ)示蹤技術(shù)
、環(huán)路流通、微震
、在線腐蝕監(jiān)測(cè)
、防垢技術(shù)、潛水第 1 期 汪集暘等：從歐洲地?zé)岚l(fā)展看我國(guó)地?zé)衢_(kāi)發(fā)利用問(wèn)題 3井泵等斱面取得較大研究迚展，未來(lái)計(jì)劃新增 1.5MW 的裝機(jī)容量
。法國(guó)蘇茨經(jīng)驗(yàn)激發(fā)了歐洲其他國(guó)家開(kāi)發(fā) EGS
，德國(guó)的蘭道（Landau）和因斯海姆（Insheim）分別建成 3 MW 和 5 MW 的 EGS 電站，與蘇茨的干熱巖資源不同
，這兩座電站利用的是干熱巖層上面的天然裂隙儲(chǔ)層
，因此開(kāi)采模式為 EGS 和水熱型混合的地?zé)豳Y源。
 
  目前
，比利時(shí)
、捷兊、匈牙利
、英國(guó)以及西班牙等也正在啟動(dòng) EGS 開(kāi)發(fā)項(xiàng)目
，在未來(lái)十年，EGS 將會(huì)逐步走向成熟
。
 
  2 歐洲地?zé)衢_(kāi)發(fā)利用模式的思考.
 
  2.1 高溫與中低溫地?zé)岚l(fā)電齊頭并進(jìn).
 
  意大利
、冰島和土耳其占據(jù)歐洲地?zé)岚l(fā)電的前三位，更為有趣的是這三個(gè)國(guó)家分別代表三種地?zé)岚l(fā)電技術(shù)
，如圖 6 所示
。意大利高溫干蒸汽地?zé)豳Y源豐富，干蒸汽發(fā)電技術(shù)占據(jù)主導(dǎo)
，冰島地?zé)豳Y源可定義為高溫濕蒸汽資源
，幾乎都采用閃蒸發(fā)電技術(shù)，土耳其擁有豐富的中低溫地?zé)豳Y源
，雙工質(zhì)發(fā)電技術(shù)成為主流
。因此，在未來(lái)十年內(nèi)
，歐洲地?zé)岚l(fā)電將迚一步挖掘高溫地?zé)豳Y源
，同時(shí)大力開(kāi)發(fā)中低溫地?zé)豳Y源。
 
  2.2 地?zé)岚l(fā)電及綜合利用模式成為趨勢(shì)為了更加高效利用地?zé)豳Y源
，冰島
、法國(guó)、德國(guó)和土耳其已經(jīng)啟動(dòng)了圍繞地?zé)岚l(fā)電的地?zé)峋C合利用項(xiàng)目
，以地?zé)岚l(fā)電為主
，采用“熱電聯(lián)供（HP）”
 
  或“冷熱電聯(lián)供（CHP）”模式，在解決電力的同時(shí)
，為周邊地區(qū)的居民提供供熱或供冷需求
，這將顯著改善地區(qū)的環(huán)境質(zhì)量。
 
  2.3 地源熱泵成為地?zé)崂玫闹髁?
 
  EGC2013 會(huì)議將地源熱泵從地?zé)嶂苯永?/a>脫離出來(lái)
，單獨(dú)成為地?zé)崂玫囊粋€(gè)領(lǐng)域
，這充分說(shuō)明地源熱泵在歐洲地?zé)崂玫闹匾恢?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">，?shù)據(jù)也表明，地源熱泵在歐洲地?zé)嵬顿Y市場(chǎng)進(jìn)進(jìn)高于地?zé)岚l(fā)電和地?zé)崞渌?a href="http://www.xianzinvrenfang.com/t/直接利用.html" >直接利用
。圖 7 給出了 2012 年度歐洲地?zé)崂貌煌I(lǐng)域的市場(chǎng)投資情況
，加之德國(guó)統(tǒng)計(jì)的總數(shù) 9.4 億歐元（沒(méi)有對(duì)不同領(lǐng)域細(xì)分），2012 年歐洲地?zé)嵬顿Y市場(chǎng)約53億歐元
，而地源熱泵約占77%
。
 
  2.4 增強(qiáng)地?zé)岚l(fā)電尚未形成商業(yè)化運(yùn)行.
 
  雖然 EGS 在歐洲取得了較大迚展，但要實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)行還有待時(shí)日
，一些關(guān)鍵技術(shù)仍亟需突破
，法國(guó)蘇茨目前僅僅是建成了試驗(yàn)電站，其電站規(guī)模進(jìn)進(jìn)低于預(yù)期
，投入大產(chǎn)出小而且運(yùn)行不穩(wěn)定
。德國(guó)蘭道和因斯海姆兩座電站也幵非真正意義上的EGS，而且德國(guó)蘭道地?zé)岚l(fā)電 2012 年能量利用系數(shù)僅為 0.5
，進(jìn)進(jìn)低于歐洲平均水平（0.75）
。
 
  3 我國(guó)地?zé)衢_(kāi)發(fā)進(jìn)展及存在的問(wèn)題.
 
  3.1 地?zé)衢_(kāi)發(fā)進(jìn)展.
 
  自上世紀(jì)七十年代刜李四光教授提出開(kāi)發(fā)地?zé)豳Y源，向地球要熱的號(hào)召以來(lái)
，中國(guó)地?zé)?/a>開(kāi)發(fā)利用取得了不小的成績(jī)
，具體表現(xiàn)為以下幾個(gè)斱面：
 
  （1）地?zé)豳Y源勘查評(píng)價(jià)取得較大迚展.
 
  自上世紀(jì) 90 年代第一次地?zé)?a href="http://www.xianzinvrenfang.com/t/資源.html" >資源普查以來(lái)，國(guó)土資源部于 2010 年啟動(dòng)我國(guó)地?zé)豳Y源新一輪勘查評(píng)價(jià)
，斥資數(shù)億元對(duì)淺層地?zé)豳Y源
、水熱型地?zé)豳Y源以及干熱巖地?zé)豳Y源迚行勘查評(píng)價(jià)，幵于 2011年 4 月發(fā)布了我國(guó)地?zé)豳Y源量的數(shù)據(jù)：淺層地?zé)豳Y源量相當(dāng)于 95 億噸標(biāo)煤
，主要平原沉積盆地地?zé)豳Y源量相當(dāng)于8532億噸標(biāo)煤
，3 ~ 10 km干熱巖（HDR）地?zé)豳Y源量相當(dāng)于 860 萬(wàn)億噸標(biāo)煤。中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所公布的我國(guó)大陸地區(qū) 3 ~ 10km 干熱巖地?zé)豳Y源量相當(dāng)于 715 萬(wàn)億噸標(biāo)煤
，如果僅開(kāi)發(fā)其中的 2%
，相當(dāng)于我國(guó) 2010 年能源消耗總量的 4400 倍。
 
  （2）地?zé)?a href="http://www.xianzinvrenfang.com/t/直接利用.html" >直接利用長(zhǎng)期居世界首位.
 
  我國(guó)地?zé)嶂苯永媒?nbsp;20 年來(lái)一直處于世界前列
，WGC2010 數(shù)據(jù)顯示
，截至 2009 年底，我國(guó)地?zé)嶂苯永醚b機(jī)容量達(dá)到 8898 MW
，位居世界首位
。北斱地?zé)豳Y源豐富，城市大力推迚地?zé)釁^(qū)域供暖
。以天津為例
，地?zé)?a href="http://www.xianzinvrenfang.com/t/供暖面積.html" >供暖面積 2010 年底已突破1200 萬(wàn) m2。而隨著人民生活水平的提高
，地?zé)?a href="http://www.xianzinvrenfang.com/t/溫泉洗浴.html" >溫泉洗浴
、療養(yǎng)已成為多數(shù)人的訴求
，全國(guó)已命名的“溫泉之鄉(xiāng)”、“溫泉城”等已達(dá)數(shù)十個(gè)
。
 
  （3）淺層地?zé)衢_(kāi)發(fā)取得相當(dāng)大的成效地源熱泵技術(shù)成為開(kāi)發(fā)淺層地?zé)?/a>的有效途徑，我國(guó)地源熱泵產(chǎn)業(yè)起步于上世紀(jì) 90 年代中期
，2006年以來(lái)地源熱泵得到了迅速發(fā)展
，WGC2010 數(shù)據(jù)表明，我國(guó)地源熱泵裝機(jī)容量已位列第事
，全國(guó)推廣應(yīng)用面積達(dá) 1 億 m2
。近三年來(lái)，地源熱泵持續(xù)以30%的速度增長(zhǎng)
，2012 年底全國(guó)推廣應(yīng)用面積已達(dá)2.1 億 m2
。
 
  3.2 存在的突出問(wèn)題.
 
  然而，在地?zé)?a href="http://www.xianzinvrenfang.com/t/開(kāi)發(fā)利用.html" >開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中
，也存在一些亟需解決的突出問(wèn)題
，值得迚一步關(guān)注。
 
  （1）地?zé)豳Y源勘查尚未突出重點(diǎn).
 
  目前地?zé)豳Y源勘查評(píng)價(jià)的模式過(guò)于“撒胡椒面”
，所有省仹面面俱到
，評(píng)價(jià)斱法單一，評(píng)價(jià)的結(jié)果難于指導(dǎo)實(shí)際工程
，缺乏對(duì)我國(guó)重點(diǎn)區(qū)域的詳細(xì)勘查
，使得地?zé)豳Y源勘查工作不能真正服務(wù)于地?zé)?a href="http://www.xianzinvrenfang.com/t/工程建設(shè).html" >工程建設(shè)。第 1 期 汪集暘等：從歐洲地?zé)岚l(fā)展看我國(guó)地?zé)衢_(kāi)發(fā)利用問(wèn)題 5（2）地?zé)岚l(fā)電水平及規(guī)模差距明顯.
 
  自上世紀(jì) 90 年代以來(lái)
，我國(guó)地?zé)岚l(fā)電長(zhǎng)時(shí)間處于停滯狀態(tài)
，直至 2008 年后陸續(xù)增加了 2.8 MW，截至 2012 年底
，我國(guó)地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)規(guī)模也僅僅為27.28 MW
，與世界先迚水平差距明顯。我國(guó)高溫和中低溫地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)潛力非常大
，非常遺憾的是這些資源幵未得到應(yīng)有的開(kāi)發(fā)
，要實(shí)現(xiàn)十事五末裝機(jī) 100 MW 的目標(biāo)，我國(guó)地?zé)岚l(fā)電仸重道進(jìn)
。
 
  （3）地源熱泵工程質(zhì)量良莠不齊.
 
  近年來(lái)
，隨著地源熱泵在我國(guó)的迅速發(fā)展，國(guó)內(nèi)地源熱泵生產(chǎn)
、集成開(kāi)發(fā)企業(yè)已不低于 300 家
，產(chǎn)品、工程質(zhì)量參差不齊
，再加之國(guó)內(nèi)一些地源熱泵集成商專(zhuān)業(yè)程度低
、盲目追求系統(tǒng)規(guī)模
，導(dǎo)致不少地源熱泵項(xiàng)目不能達(dá)到原有的節(jié)能效果，地源熱泵推廣受到一定影響
。
 
  （4）增強(qiáng)地?zé)嵯到y(tǒng)開(kāi)發(fā)需要理性看待.
 
  美國(guó)麻省理工學(xué)院組織編寫(xiě)的報(bào)告《地熱能的未來(lái)—21 世紀(jì)增強(qiáng)地?zé)嵯到y(tǒng)（EGS）對(duì)美國(guó)的影響》
 
  問(wèn)世以來(lái)
，EGS 迅速在國(guó)內(nèi)受到熱捧，掀起了一股開(kāi)發(fā) EGS 的熱潮
，甚至有些個(gè)體開(kāi)發(fā)商也在搖旗吶喊
，高呼要開(kāi)發(fā)這類(lèi)資源。我國(guó) EGS 研究才剛剛起步
，比歐美等國(guó)至少要晚 30 年
，歐洲蘇茨經(jīng)驗(yàn)充分驗(yàn)證了開(kāi)發(fā) EGS 幵不是一朝一夕的亊，需要更加理性的建立一個(gè)長(zhǎng)進(jìn)的發(fā)展規(guī)劃
。
 
  4 我國(guó)地?zé)岚l(fā)展對(duì)策及建議.
 
  借鑒歐洲地?zé)岚l(fā)展經(jīng)驗(yàn)
，針對(duì)我國(guó)地?zé)衢_(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題，為推動(dòng)我國(guó)地?zé)豳Y源合理
、高效利用
，實(shí)現(xiàn)地?zé)岚l(fā)展十事五目標(biāo)，現(xiàn)提出以下對(duì)策及建議：
 
  （1）制定優(yōu)惠扶持政策及法規(guī)
，推動(dòng)地?zé)岙a(chǎn)業(yè)健康發(fā)展
。參照太陽(yáng)能、風(fēng)力
、生物質(zhì)能發(fā)電國(guó)家補(bǔ)貼的斱式
，給予地?zé)岚l(fā)電上網(wǎng)電價(jià)、供暖（制冷）價(jià)格補(bǔ)貼
，出臺(tái)有利于產(chǎn)業(yè)發(fā)展的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)
，以保證我國(guó)地?zé)岙a(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
 
  （2）資源勘查重點(diǎn)突破
，集中力量摸清優(yōu)勢(shì)資源
。迚一步加大地?zé)?a href="http://www.xianzinvrenfang.com/t/資源勘查.html" >資源勘查力度，在前期普查的基礎(chǔ)上
，選擇重點(diǎn)靶區(qū)迚行資源詳勘
，加快開(kāi)發(fā)高溫地?zé)豳Y源和中低溫地?zé)豳Y源。
 
  （3）依托大型能源公司
，建立國(guó)家級(jí)研發(fā)平臺(tái)
。
 
  整合國(guó)內(nèi)優(yōu)勢(shì)力量，推動(dòng)政產(chǎn)學(xué)研結(jié)合
，突破地?zé)峥碧?/a>
、開(kāi)采、利用
、回灌等斱面關(guān)鍵技術(shù)
，提高地?zé)崮?/a>科技自主創(chuàng)新力和核心競(jìng)爭(zhēng)力
。
 
  （4）設(shè)立國(guó)家專(zhuān)項(xiàng)，推動(dòng)示范工程建設(shè)
。以國(guó)家財(cái)政扶持和企業(yè)投入結(jié)合的斱式
，加快推迚地?zé)崮?/a>核心技術(shù)的自主研發(fā)，形成地熱能規(guī)?div id="4qifd00" class="flower right">
；贸商籽b備
，實(shí)施規(guī)模化高效地?zé)岚l(fā)電及綜合利用示范工程
。