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浅层地热能千亿市场待爆发-地热能-国际新能源网

阿嘉 地热能取暖 2020年05月27日
在清洁供热政策的推动下,浅层地热能的开发正处于爆炸的前夕。未来三年将有1000多亿元投资于这个行业。 中国北方83%以上的供热依赖煤炭,造成严重污染。在接下来的两年里,用于供暖的清洁能源的比例将上升到50%。 在天然气等清洁能源供应缺口巨大的背景下,浅层地热能的开发将迎来巨大的发展机遇。未来三年浅层地热资源的开发将带动相关投资超过1000亿元。 浅层地热开发过程中的水污染和尾水回灌问题取得重大技术突破。浅层地热资源能够满足绿色、环保、无污染开采条件的要求。 浅层地热资源的大规模开发将带动大量相关运营企业。合同能源管理和其他运行模式的采用可能会在未来几年内产生许多行业巨头。 「1」 由于中国北方的供暖严重依赖煤炭资源,在供暖季节,中国北方的空气污染非常严重。最近,一系列清洁供热政策出台,使得长期被忽视的清洁能源——浅层地热能即将进入风口时期。 所谓浅层地热能,又称地热能,是指地表以下200米以内、温度低于25摄氏度的天然河流、河流、湖泊、海洋等地表水源、污水源以及岩土体和地下水中的低品位热能。这些热能可以通过热泵系统收集和提取,并用于建筑供暖(制冷)。 根据2017年发布的《地热能开发利用“十三五”规划》,中国浅层地热资源极其丰富。根据国土资源部的评估结果,2015年全国336个地级市浅层地热能年可开采量相当于7亿吨标准煤,主要分布在东北南部、华北、江淮盆地、四川盆地和西北东部,区域范围广。随着地源热泵技术的日益成熟,浅层地热能的开发利用迎来了黄金时期。 长期以来,煤一直是中国北方冬季的主要热源。根据国家能源局发布的数据,目前中国北方城乡建筑供暖面积为206亿平方米,其中83%为燃煤供暖。煤炭年消耗量约为4亿吨标准煤,其中约2亿吨为散煤。散煤排放的污染物是精煤的10多倍,这导致散煤成为北方空气污染的主要来源之一。 因此,替代散煤已成为控制空气污染的重中之重。2016-2017年间,在政府的推动下,河北、山东等华北和华东地区开展了大量煤制气和煤电转换试验。实验结果均表明,——12017年冬季,华北地区的雾霾污染大大减轻,散煤置换效果明显。 然而,大量煤制气转换项目也走向了另一个极端。由于冬季天然气短缺,锅炉等供热措施在大量天然气转换后无法运行,导致天然气严重短缺,这是多年来从未有过的:液化天然气价格飙升,企业停止生产,居民被迫冻结。绝望之下,国家发布紧急通知,再次限制煤炭的释放。 〔2〕 由于北方冬季供暖严重依赖煤炭,清洁能源的比例仅为17%。面对严峻的污染形势,国家能源局于2017年底发布了《北方地区冬季清洁取暖规划(2017-2021)》,提出到2019年,北方地区清洁供热率将达到50%,替代7400万吨散煤。到2021年,北方地区清洁供热率将达到70%,替代1.5亿吨散煤。 如果上述目标能够实现,未来几年中国北方的严重雾霾将得到有效缓解。然而,在两年内将清洁能源供暖的比例提高33%并不容易。 众所周知,在我国北部地区,我们的出路非常有限 然而,许多人主张在北方使用大量的废空气和电来取暖的提议也包括在政策支持中。然而,由于我国电力系统和供热系统之间的严重矛盾,供热的废空气和电的经济性极不合理,企业参与的积极性不高,大大降低了清洁供热的效果。 此外,生物质供热是北方地区冬季供热的一种重要形式。然而,由于政策、标准和工业体系等各种限制,大量秸秆不能大规模使用,农民只能在田间焚烧,造成大量雾霾,进而加剧空气污染。例如,由于生物质成型燃料锅炉缺乏符合其自身清洁环保特性的特殊空气污染排放标准,在北京等一些地区禁止或限制使用生物质成型燃料。本来可以变废为宝的燃料最终会变成一种污染物质,加剧空气恶化。 在上述清洁能源增长有限的背景下,浅层地热能将在未来几年清洁供热中发挥重要作用,甚至是主要作用。 《地热能开发利用“十三五”规划》提出“十三五”期间增加11亿平方米地热能用于供暖(制冷),其中增加7亿平方米浅层地热能用于供暖(制冷)。增加了4亿平方米的热水地热加热面积。到2020年,地热能年利润将达到7000万吨标准煤,地热能供暖年利润将达到4000万吨标准煤,京津冀地区地热能年利润将达到2000万吨标准煤左右。 事实上,从下面的例子可以看出地热能发展的势头。华电集团和北京燃气位于北京市通州区东部,距副中心约1公里,共同投资20万千瓦燃气三联供项目,可为通州区和副中心提供1000万平方米的供热(供冷)和10亿千瓦小时的电力。然而,据了解,正在建设的分中心不准备使用该项目提供的供暖(制冷)服务,而是从另一个炉灶进口地热能。 地热能的应用不仅限于北方地区,例如长江经济带沿线。鉴于近年来供暖的迫切需求,也可以采用以地源热泵技术为主的浅层地热能,这样不仅可以减少大型燃煤集中供热的污染,还可以减少天然气供暖带来的供应保证和价格的双重压力。目前,国家能源局正在整体推进浅层地热能采暖(制冷)项目建设,重点是重庆、上海、苏南城市群、武汉及其周边城市群、佛山贵阳、银川、梧州和三水区。 据国家能源局估计,在“十三五”期间,浅层地热能供暖(制冷)将增加投资约1400亿元。此外,地热能的开发利用还可以带动地热资源勘探与评价、钻井、热泵、换热等一系列关键技术和设备制造业的发展。这个行业的发展势头很紧。 〔3〕 浅层地热能的开发并非没有风险。由于这是一项集资源勘探评价、钻井完井技术、尾水回灌、梯级利用、保温换热、防腐防垢等为一体的综合技术。各环节出现的问题可能会造成水污染或地面沉降等生态灾害,因此,开发利用过程必须严格按照国家标准进行。 目前,浅层地热能开发面临的主要问题包括以下几点。首先,水质是个问题。由于地热能的尾水排放未经环保处理,可能会污染地表水和地下水的水质。第二个是水温。一次或多次使用后,地下热水的温度会降低 目前,随着技术的进步,上述问题可以很好地解决。特别是长期困扰浅层地热开发的尾水回灌问题,取得了重大技术突破。中能和河南润恒发明的“单井抽水回灌”和“同井回灌”技术专利在项目开发中得到了广泛应用,实现了100%回水,“取热不取水”,有效解决了水资源浪费和污染问题。 2017年底,六部委联合发布《关于加快建设浅层地热开发利用促进北方采暖地区燃煤替代的通知》,强制要求100%回灌、不污染地下水,要求对水温、水位、水质进行长期动态监测。事实上,只有在地热能源开发过程中对地下水进行良好的保护,才能有利于该行业的健康和可持续发展。
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