中国科学院院士汪集暘：地热清洁取暖大有可为

中国科学院院士汪集暘
 

地热是一种清洁低碳、散布广泛、资源丰厚、安全安稳的优质可再生动力，关于我国动力结构转型发挥着重要作用。

我国北方区域、高原冰冷区域甚至南岭以南部分区域冬天气温低，修建取暖需求大。近10年来，因为化石燃料运用过多，雾霾频发。对此，国家大力提倡运用包含地热能在内的清洁动力取暖，雾霾天数逐年削减，大气环境出现向好趋势。

但跟着地热能工业的开展，一些新的问题不断涌现。我国地热取暖工业潜力有多大？未来应当朝什么方向开展？怎么引导工业高质量可继续地开展？本文根据以上问题进行讨论，并针对拟定我国地热取暖工业开展战略提出主张。

我国地热资源潜力巨大

地热资源按深度划分为浅层、中深层和深层地热资源。浅层地热能经过钻孔热交换器（BHE）及热泵得以开发运用，其深度规划一般为200米以浅，包含土壤层及浅层含水层。中深层地热资源一般介于 200米和 3000米之间，挖掘系统还可细分为水热系统中的对流换热系统（在含水层中安置挖掘井和回灌井）和传导换热系统（深井换热系统-DBHE）。深层地热资源埋深一般超越3000米，可分为干热岩、水热系统。

在板块结构格式的影响下，我国首要堆积盆地的地热布景由东至西，依次为热盆、温盆和冷盆散布。东部的松辽盆地、渤海湾盆地、苏北盆地等归于热盆，地热资源相对丰厚。在堆积盆地地热系统中，首要热储类型有砂岩孔隙型热储和基岩裂隙—岩溶型热储。其间，基岩裂隙—岩溶型地热储的暖流体循环条件愈加优胜，开发运用潜力更大。

我国碳酸盐岩的散布总面积占陆地面积的1/3，暴露面积约为90万平方千米，隐伏面积达250万平方千米以上。根据岩溶发育程度的差异，以雄县地热系统和苏北地热系统为参照，选用类比法估算了全国岩溶热储地热资源潜力，成果为5000~50000亿吨标准煤，可见潜力巨大。雄安新区和北京市副中心均在岩溶型热储散布的渤海湾盆地内，实测大地暖流值显现出了雄安新区极好的结构热布景。未来，在雄安新区和北京市副中心清洁取暖中，地热资源均将大有作为。

浅层地热能的运用始于20世纪60年代，近10年来，地源热泵系统在修建物空调系统中的运用得到了快速开展，并取得了杰出的节能作用。因为浅层地热能储量巨大和清洁环保，运用热泵技能，简直适用于任何修建物。长三角浅层地热能地质条件优胜，适合开发，在国家方针和商场需求的推动下，长三角区域地热取暖工业必将得到快速开展。

地热清洁取暖技能开展敏捷

北方区域清洁取暖份额较低，特别是部分区域冬天很多运用散烧煤及热功率低下的小型燃煤锅炉，大气污染物排放量大，迫切需要推动清洁取暖。这与广大群众生活水平的进步和生活环境的改进休戚相关。

地热取暖是运用地热资源，运用换热系统提取地热资源中的热量，向用户供暖的方法，其技能形式依照所运用地热资源、赋存介质特征及换热技能的不同，能够分为浅层地热能取暖（制冷）形式、水热型地热能取暖形式、中深层地源热泵取暖形式。

地源热泵技能是一种运用浅层地热资源的低档次热源、既可供热又可制冷的高效节能的空调技能。它能够完成对修建物三联供系统的动力供应，是浅层地热能最首要的开发运用方法。地源热泵首要分为地埋管热泵、地下水热泵和地表水源热泵等。

中深层水热型地热资源一般深度在3000米以浅，由地下水作为传热载体，能够经过抽取热水或许水汽混合物提取热量。水热型地热取暖技能经过挖掘井抽取地热水，经过换热站将热量传递给供热管网中的循环水，输送给用户，温度下降后的地热尾水经过回灌井注入地下，完成循环运用。

中深层地源热泵技能根据同轴双套管水循环原理，将地热井内换热器加热循环出来的热水作为热源进入高温热泵机组，经过高温热泵机组的进步，到达修建物供热所需的供水温度，完成向修建物安稳供暖。它具有节能环保、运用灵敏和安稳牢靠等优势，是完成地热可继续运用的一种重要途径。可是，单井每延米取热才能有限，单一热源的供热才能有限。该项技能仅在我国单个区域试验性运用，未来的研讨重点是经过钻孔与储层的相关强化、供热系统功率的优化来进步单井每延米的取热才能。

地热清洁取暖工业开展主张

跟着经济开展和人民生活水平的不断进步，我国修建面积估计至2050年到达500亿平方米，北方冬天取暖是刚性需求，南边有空调制冷的需求。修建取温暖制冷商场巨大，在数万亿元人民币规划。跟着人们生活水平的进步，关于清洁取暖的寻求日积月累，强壮的内需不断拉动动力消费商场。

在国家层面，政府把清洁取暖进步到国家生态安全的高度来看待，方针导向必然不断推动动力转型和取暖方法的革新。此外，技能进步也为资源运用商场开展供给动力。清洁取暖技能与新风技能的交融，是现代修建习尚的遍及寻求方针，而这两项技能都比较老练。新式技能也为往后地下、地上结合构成高效可继续的清洁取暖成套技能系统，发明了支撑条件。未来，技能的不断开展还将带动资源类型的不断扩展。比方，地表水源热泵的很多选用、海水源热泵的进步，为浅层地热能的运用带来新的巨大开展空间。

我国地热资源的开发运用在“政、产、学、研、用”的共同努力下开展敏捷，成绩斐然。可是，在地热开发热潮下，也产生了一系列问题，如办理方针不完善、开展方向不清晰、人才缺乏等。

为促进地热清洁取暖工业开展，笔者主张，首先应加强地热能开发的顶层规划。地热仅仅可再生动力大家庭中的一员，有必要放在可再生动力开展的全局中去规划。要在国家层面上，充分考虑我国各个区域的地热禀赋与冷热需求，做好微观规划。一起，还要在办理方针上加以完善，拟定地热办理办法，清晰办理部门，防止多头办理。出台优惠办法，鼓舞和维护企业施行地热取暖；加强监管，对违法违规企业加大处分力度，标准商场。

其次应清晰地热资源开发思路，“热”“电”并重、西“电”东“热”——在高温地热丰厚的西部区域优先开展地热发电，在东部区域则优先开展地热取暖；“深”“浅”结合、由“浅”及“深”——从浅层地热资源开发，逐渐深化；“干”“湿”有度、先“湿”后“干”——现阶段不宜不计成本地开发干热岩，而应优先用好水热资源；“天”“地”合一、“动”“静”结合——充分发挥“地热+”的形式，与太阳能、风能等可再生动力互补联动。

最终应全面推动人才队伍建设。自20世纪70年代以来，咱们现已培养了一批专业技能人才，为我国地热工业开展做出了明显奉献。但我国地热商场规划巨大，相关企业稀有千家之多，跟着未来地热清洁取暖商场的进一步扩展，从科研、办理到技能，人才匮乏现象益发明显。因而，高校和企业应当加大地热专业人才培养力度，打造常态化和可继续化的人才培养系统，为地热工业供给足够的人才支撑。