编者按
在雄安新区建设突出的七方面重点任务中,有一项是打造优美生态环境,构建蓝绿交织、清新明亮、水城共融的生态城市。环境优美,那也将成为未来雄安新区的响亮代名词。
过去,距离首都北京108公里的雄县,与中国大部分冬季需燃煤供暖的北方地区一样,每到供暖季,环境污染十分严重,取暖年排放二氧化碳16.87万吨,二氧化硫0.43万吨,煤尘1.06万吨。而现在的雄县,在常年被雾霾困扰的京津冀地区是个例外,在这里鲜见矗立的供暖用烟囱,空气中也没有刺鼻的异味。这座“无烟城”的诞生,地热能功不可没。
地下蕴藏的宝藏
当前大家都了解传统能源造成的环境污染,也对新能源耳熟能详。谈起新能源、清洁能源、可再生能源,太阳能、风能等是所有人心目中的新能源明星,鲜有人能想起地热能这颗正在升起的新星。
顾名思义,地热就是跟石油、煤炭一样藏在地球里面的资源。但区别在于,石油和煤炭蕴含的能量来自太阳,地热的能量则来自于地球内部。我们脚下的大地深处,并不像外表那样平和,而是蕴藏着巨大的热量。
全球地热能的储量惊人,约为全球煤炭储量的1.7亿倍。其中可利用量相当于4948万亿吨标准煤。这些数字或许不能让人产生什么概念,换句话说——按2010年世界消费171亿吨标准煤计算,全球的地热能储量可以满足人类数十万年的能源需求。
我国地热资源也相当丰富,资源量约占全球地热资源的六分之一。其中,浅层地热能资源量相当于95亿吨标煤;中低温地热资源资源量13700亿吨标准煤;干热岩(3-10公里内)资源量860万亿吨标煤,开发利用潜力巨大。
从雄县的“温泉城”不难看出,这里的地热能资源不可小觑。河北省副省长张杰辉表示,河北省地热可开采资源量达50亿吨标准煤,总量居全国第二位。河北省与中国石化携手打造了“雄县模式”,建成了我国首座“无烟城”,得到了社会各界广泛认可。
中国工程院院士、工程管理学部主任孙永福表示,地热作为非化石能源的重要资源之一,具有储量大、分布广、稳定性好、用途广泛、可循环利用等特点,且不受季节、气候、昼夜变化等外界因素干扰,开发利用前景广阔。
用地热解决区域供暖
储量巨大的地热能之所以没有得到普遍应用,是因为它的开发利用具有一定的门槛——地热开发具有初期投资规模大、风险高,后期运营成本低的特点。
在地热资源开发利用方面,雄县和中石化走在了前面。2009年,雄县人民政府与中国石油化工集团旗下的新星石油有限责任公司签订《地热开发合作协议》,共同推进雄县地热资源的开发利用。截至目前,雄县已建成地热供暖面积385万平方米,基本实现了地热集中供热全覆盖,城区居民供暖支出年可节约1500余万元。
中石化新星公司在雄县采取“取热不取水”的方式开发利用地热资源,真正做到取热之后100%回灌地下水。同时,还根据“品位对口,梯级利用”的用能思想,实现地热发电、建筑高效供热制冷、工农业生产和温泉沐浴的梯级利用,大幅提高地热能的转化利用。新星公司在地热供暖上已经形成了一套完善的技术体系,用地热能解决区域供暖的经验可以复制。
“雄县模式”被推出之后的几年中,我国地热界相继打造了“南通小洋口模式”和“广东丰顺模式”,即在南方有条件地区,利用浅层地热能、中低温地热资源,打造“分布式地热供暖、制冷系统”来解决南方冬季供暖、夏季制冷(空调)问题。
数据显示,截止“十二五”末,全国浅层地热能供暖、制冷面积达到3.92亿平方米,中深层地热供暖面积达到1.02亿平方米,年可实现替代标煤2000万吨,减排二氧化碳4920万吨,地热已成为我国可再生能源家族中的重要一员。在地热直接利用中,浅层地热供暖占58%,中深层地热供暖占19%,温泉洗浴仅占18%。意味着中国地热开发的能源性、技术性更加突出。
无烟之城引凤来栖
数据显示,在能源消费结构中,地热等非化石能源利用每提高1个百分比,相当于替代标煤3750万吨,减排二氧化碳约9400万吨、二氧化硫约90万吨,氮氧化物约26万吨,对我国调整能源结构、节能减排、环境改善具有重要意义。
地热在我国应对气候变化中的贡献突出。在雾霾治理方面,根据燃煤供暖锅炉《锅炉大气污染排放标准》测算,采暖锅炉二氧化硫、氮氧化物和粉尘分别是电厂锅炉的4倍、4倍和2.5倍,散煤直燃的污染排放量是工业燃煤的十几倍。相对于太阳能发电、风电等,替代的是燃煤电厂排放的污染物,地热供暖替代的是供暖锅炉的燃煤和直燃的散煤所产生的污染物,对于大气污染治理的意义更加突出。
当前,我国已建立较完善的地热资源开发利用技术体系,地热直接利用居世界首位。到2020年,我国非化石能源将在一次能源消费中占比从12%提高到15%,其中,地热资源是增量主力。届时,我国地热供暖、制冷面积将达16亿平方米,累计实现地热发电装机容量53万千瓦时,可实现替代标煤7210万吨,减排二氧化碳1.77亿吨。
据今年初发布的《地热能开发利用“十三五”规划》显示,京津冀地区将成为“十三五”期间我国发展地热的主阵地。京津冀地区每年可开发利用的地热热量折合标准煤3.43亿吨,相当于该地区2014年燃煤消耗总量的94%,每年可减排二氧化碳8.18亿吨。截至2015年底,该地区已形成年利用地热供暖制冷面积13000万平方米,实现年替代标煤380万吨,减排二氧化碳980万吨。
雄安新区的设立,给当地地热能产业的发展注入了更大的活力。一方面,这里的地热能开发实现了无烟之城,山清水秀的环境有利于增加新区对于高端人才的吸引力,同时优美的景色也可以进一步提高人们在这里工作的效率;另一方面,随着雄安新区的建设,地热能将得到进一步的开发,这里的地热能市场将得到极大的拓展。据预测,未来五年地热能市场投资约2600亿元。另外,雄安新区的地热能开发模式也有望复制到全国更多的地区。
博采众长
美国
美国地热发电增长迅速,世界上开发利用地热最好的国家应该是美国。美国不仅地热资源多,而且利用很充分。美国地热资源协会统计数据表明,目前美国利用地热发电的总量为220万千瓦,相当于4个大型核电站的发电量。目前,利用地热发电最多的是美国,既包括低温地热利用方面,也包括设备容量。美国现有60万台地热热泵在运转,占世界总数的46%。2011年,美国专家建议将地热作为美国“关键能源”。
菲律宾
菲律宾是世界第二大地热能源开发大国,地热发电量仅次于美国,接近其国内总发电量的20%。菲律宾的地热发电开发始于1977年。过去只有高温地热可以作为能源利用,现在借助于科技发展,人们已经可以利用热泵技术将低温地热用于供暖和制冷。
菲律宾政府给予可再生能源项目的优惠政策包括赋税优惠期和免税政策。2008年,地热能源占菲律宾总能源产出的17%,总装机容量达到200万千瓦。2009年,该国政府就10处地热资源开发项目进行招标,同时还有9项合作正在与公司直接进行商讨,这些合作总共将开发62万千瓦的地热能源。菲律宾能源部制定了在2030年之前将现有发电量增加到1.7倍左右的目标。
印尼
印尼目前是居美国和菲律宾之后世界上利用地热生产电力的第三大国。印尼地热能源已探明储量达2700万千瓦,占全球地热能源总量的40%。印尼政府目前积极推动地热电站的发展,除了不对地热项目运营和建设所需的技术或设备征收关税外,还推出198亿美元的可再生能源投资预算,期望不久的将来利用地热产生687万千瓦的发电能力来缓解印尼紧张的电力供应。
印尼哇扬文度地热发电站是目前世界领先的地热发电厂。电站拥有40个地热井、2个机组,总装机容量为22.7万千瓦。印尼政府大力倡导使用地热能,政府已经定下指标,到2025年利用多样化能源,地热用量将增至5%。为了加快地热能源的开发利用,印尼不仅出台了专门的政府法令,同时也积极地吸引投资。
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