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淺層地熱能千億市場待爆發

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作者: 王高峰 

在清潔供暖政策的帶動下,淺層地熱能開發處於爆發的前夜。未來3年內,將有超過千億的資金投向這個行業。

◆ 中國北方地區取暖83%以上依靠燃煤,造成污染嚴重。未來兩年,清潔能源取暖比例將上升至50%。

◆ 在天然氣等清潔能源供應有巨大缺口的背景下,淺層地熱能的開發將迎來巨大的發展機遇,未來三年淺層地熱資源的開發,將帶動相關投資超過1000億元。

◆ 淺層地熱開發過程中面臨的水資源污染和尾水回灌等問題,已經取得重大技術突破,淺層地熱資源,可以滿足綠色、環保和無污染的開採條件要求。

◆ 淺層地熱資源大規模開發,將帶動一大批相關運營企業。採用合同能源管理等運營模式,未來幾年,可能因此產生一批行業巨頭。

「 1 」

由於我國北方供暖嚴重依賴於煤炭資源,導致供暖季北方地區大氣污染嚴重。近期,一連串清潔取暖政策的出台,使得一種長期未被重視的清潔能源——淺層地熱能即將迎來爆發的風口期。

所謂淺層地熱能,也稱地溫能,是指自然界江、河、湖、海等地表水源、污水源及地表以下200米以內、溫度低於25攝氏度的岩土體和地下水中的低品位熱能,這些熱能可經熱泵系統採集提取後用於建築供熱(冷)。

2017年發佈的《地熱能開發利用「十三五」規劃》顯示,我國淺層地熱資源儲量極其豐富,國土資源部的評價結果顯示,2015年全國336個地級以上城市淺層地熱能年可開採量摺合7億噸標準煤,主要分佈於東北地區南部、華北地區、江淮流域、四川盆地和西北地區東部,區域非常廣泛。隨着地源熱泵技術的日益成熟,淺層地熱能的開發利用迎來了黃金期。

長期以來,我國北方地區冬季取暖以燃煤為主,國家能源局公佈的數據顯示,當前我國北方地區城鄉建築取暖面積為206億平方米,其中燃煤取暖面積佔83%,年消耗煤炭約4億噸標準煤,其中散燒煤約2億噸標煤。而散燒煤的污染物排放是集中燃煤的10倍以上,這就導致了散煤成為北方大氣污染的主要來源之一。

因此,替代散煤成為治理大氣污染的重中之重,2016-2017年間,河北、山東等華北和華東地區,在政府的推動下進行了大量的煤改氣和煤改電實驗,實驗結果有目共睹——2017年冬季,華北地區的霧霾污染大幅度減少,散煤替代的效果可謂立竿見影。

但是,大量的煤改氣工程也走向另一個極端,由於冬季天然氣供應不足,大量改氣之後的鍋爐和其他取暖措施無法運行,造成了多年不遇的嚴重氣荒:LNG價格飛漲、企業停產限產、居民被迫挨凍,無奈之下,國家發佈緊急通知,再次將燃煤進行有限放開。

「 2 」

由於北方冬季取暖嚴重依賴於燃煤,清潔能源佔比僅為17%,面對嚴峻的污染形勢,國家能源局2017年底發佈的《北方地區冬季清潔取暖規劃(2017-2021)》提出,到2019年,北方地區清潔取暖率達到50%,替代散燒煤7400萬噸,到2021年,北方地區清潔取暖率要到達70%,替代散燒煤1.5億噸。

若上述目標能夠實現,那麼我國北方地區的嚴重霧霾將會在未來幾年內得到有效緩解。只是,兩年要將清潔能源供暖的比例提高33%,這樣的目標談何容易?

眾所周知,在我國北方地區,清潔能源供暖可採取的途徑非常有限,無非是以天然氣為主要資源的煤改氣,以電力尤其是富餘風電和光伏為主的煤改電、生物質供暖和地熱供暖。而大規模的煤改氣在去年已經暴露出了眾多問題,尤其是在地下儲氣庫和管道等基礎設施短期內還難以建設投產的背景下,天然氣供暖的天花板已越來越近。

而很多人倡導的利用北方棄風棄光電量進行取暖的提議,雖然也列入了政策的支持之中,但由於我國電力體制、供暖體制存在着嚴重矛盾,棄風棄光電量供暖的經濟性極度不合理,企業參與積極性不高,使得這一清潔供暖的效果大打折扣。

另外,生物質供暖本是北方地區冬季取暖的重要形式,但由於政策、標準、產業體系等多方面的制約,導致大量的秸稈無法規模化利用,只能任由農民在田地里燒掉,造成大量灰霾,反而加重的大氣污染。例如,由於生物質成型燃料鍋爐缺少與自身清潔環保特徵相適應的專門的大氣污染排放標準,使得北京等一些地區禁止或限制生物質成型燃料的應用。本來可以變廢為寶的燃料,最終成為加重空氣惡化的污染物。

在上述幾種清潔能源的增長有限的背景下,淺層地熱能將會在未來幾年的清潔供暖中扮演重要角色,甚至是主要角色。

《地熱能開發利用「十三五」規劃》提出,在「十三五」時期,新增地熱能供暖(製冷)面積 11億平方米,其中:新增淺層地熱能供暖(製冷)面積7億平方米;新增水熱型地熱供暖面積4億平方米。2020 年地熱能年利用量7000萬噸標準煤,地熱能供暖年利用量4000 萬噸標準煤,京津冀地區地熱能年利用量達到約2000萬噸標準煤。

事實上,地熱能發展的勢頭,從下面的一個示例中就可以窺見一斑。位於北京通州區的東部,距離副中心約一公里的地方,華電集團和北京燃氣合作投資了一個20萬千瓦的燃氣三聯供項目,這一項目每年可以為通州區和副中心地區提供1000萬平方米的供暖(冷)和10億千瓦時的電量,但是據了解,正在建設中的副中心並不準備用該項目所提供的供暖(冷)服務,而是另起爐灶引進了地熱能。

地熱能的應用還不止局限在北方地區,例如在沿長江經濟帶,針對近年來人們對供暖的迫切需求,也可採取地源熱泵技術為主的淺層地熱能利用,這樣既可以減少大規模燃煤集中供暖的污染,也可以減輕天然氣供暖造成的保供和價格的雙重壓力。當前,國家能源局正在推動以重慶、上海、蘇南地區城市群、武漢及周邊城市群、貴陽市、銀川市、梧州市、佛山市三水區為重點,整體推進淺層地熱能供暖(製冷)項目建設。

據國家能源局估算,「十三五」期間,淺層地熱能供暖(製冷)可拉動投資約 1400 億元。另外,地熱能開發利用還可帶動地熱資源勘查評價、鑽井、熱泵、換熱等一系列關鍵技術和設備製造產業的發展,這一產業的發展可謂勢頭正緊。

「 3 」

而淺層地熱能源的開發也並非沒有風險。由於這是一門集資源勘查與評估、鑽井成井工藝、尾水回灌、梯級利用、保溫與換熱、防腐防垢等多學科的綜合技術,每一個環節出現問題,都可能造成水資源污染或地面下沉等生態災難,因此,在開發和利用過程中必須嚴格按照國家標準進行。

當前淺層地熱能開發面臨的主要問題有以下幾點,一是水質問題,由於地熱的尾水排放不經過環保處理,可能會對地表水、地下水水質造成污染。二是水溫問題,地熱水經過一次或多次利用後溫度降低,但相對地下水而言尾水溫度依然較高,這樣可能會打破原有的溫度場平衡,進而影響水域的生態。第三是回灌問題,由於地熱尾水回灌成本較高,以往很多企業選擇「多井回灌」或直接排放到地表,長期以往不僅會造成水資源浪費,還會使地下水得不到及時補給,導致地面塌陷等地質災害。

目前,隨着技術的進步,上述問題都可以得到很好的解決。尤其是長期困擾淺層地熱開發的尾水回灌問題,目前已經取得了重大技術突破,由中節能、河南潤恆等公司發明的技術專利「單井抽灌」和「同井回灌」等技術,已經在項目開發中得到了廣泛應用,並實現了100%回水,「取熱不取水」,有效解決了水資源浪費和污染的問題。

在2017年年底六部委聯合發佈的《關於加快建設淺層地熱開發利用促進北方採暖地區燃煤替代的通知》中,就將100%回灌和不污染地下水等條件做成硬性規定,並要求就水溫、水位和水質進行長期動態監控。事實上,只有在地熱能開發的過程中保護好地下水,才能有利於這一產業的健康和可持續發展。

來源:能源雜誌

原標題:能源掘金 淺層地熱能千億市場待爆發


本文來源:http://www.jiemian.com/article/1956866.html

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