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專家:核心技術缺乏優勢,地熱需跨大步創新發展

專家:核心技術缺乏優勢,地熱需跨大步創新發展

  • 分類:新聞中心
  • 作者:
  • 來源:地熱加
  • 發佈時間:2022-06-17
  • 訪問量:

【概要描述】

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“地熱作爲五大非碳基能源之一,在‘雙碳’行動中起到不可替代的作用。目前,地熱開發迎來一個蓬勃發展的大好時機,尤其是中深層地熱,資源開發潛力巨大。”中國科學院院士、中國地熱產業工作委名譽理事長汪集暘在前不久召開的2022年第四屆地熱開發百人論壇暨中深層地熱能技術應用線上研討會上如是說。

汪集暘表示,很多人熱衷於開發深層的乾熱巖,它雖然數量大卻取不出來,可望而不可即。與之形成對比的是,值得投入更多精力的中深層地熱卻被忽略了。在他看來,地熱取熱不取水、地熱回灌、地熱高效空氣鑽井等技術,還存在亟需突破的瓶頸。

中國地質大學(北京)教授鄭秀華在報告中指出,乾熱巖是地熱能的未來,開發EGS的關鍵技術是鑽井工程和熱儲改造,從經濟角度講,尚未成熟支撐乾熱巖產業化開發。“儘管大多EGS熱儲溫度已經達到高溫水熱地熱系統的溫度,但由於生產井井口溫度和流量不夠導致的產能低,致使EGS不能達到商業發電水平。”鄭秀華說。

“中國地熱跟隨世界走到今天,雖然我國地熱能直接利用連續多年位居世界首位,但關鍵核心技術還不是我們。”中國地熱產業工作委專家委員會主任鄭克棪說,乾熱巖增強地熱系統世界上1MW、3MW、5MW的發電機組運行10餘年了,我國200kW機組轉了一會兒,就自稱“能源革命標杆樣板”、“首次試驗性發電實現”、“突破性進展”,與世界相比我們的試驗還差得太遠。

鄭克棪表示,中國地熱直接利用已佔世界40%,而我國地熱專業人才非常匱乏,缺少大學的地熱專業。“近年來各地成立了諸多地熱研究所、乾熱巖研究中心等,但我們的技術掌門人呢?特別是對於世界前瞻性的乾熱巖研究,世界上還沒有可複製的成熟技術,我們靠什麼能撐起這個‘攤子’?”

“中國地熱直接利用登上世界第一,都已經20多年了。我們現在已到技術革新、技術創新的時候了,今天不能仍躺在20年前的水平上‘吃老本’,一定要有發展眼光,要創新才能發展。”鄭克棪呼籲,今年美國能源部地熱技術辦公室發佈了《地熱發展規劃(2022-2026)》,要擴大利益相關者的教育和外展服務以改善對地熱能和先進地熱技術的理解,“我們也絲毫不能放鬆”。

國家能源局、科學技術部近日印發《“十四五”能源領域科技創新規劃》,在地熱能開發與利用技術方面,給出了具體路徑。例如,突破高溫鑽井裝備儀器瓶頸,支撐水/乾熱型地熱能資源開發;攻關中低溫地熱發電關鍵技術;因地制宜推廣集地熱能發電、供熱(冷)、熱泵於一體的地熱綜合梯級利用技術等。國家發展改革委、國家能源局等九部門近日聯合印發的《“十四五”可再生能源發展規劃》明確提出,探索新型管理技術和市場運營模式,鼓勵採取地熱區塊整體開發方式,推廣“地熱能+”多能互補的供暖形式。加強中深層地熱能製冷研究,積極探索東南沿海中深層地熱能製冷技術應用。在東中部等中低溫地熱資源富集地區,因地制宜推進中低溫地熱能發電。

雖然新能源發展之初需依靠政策支持給予幫助,但經濟可行性仍然是不能忽略的。鄭克棪舉例說,地熱的井下換熱技術國外研究了數十年,儘管高溫井下換熱的效率比低溫換熱更強,但幾十年來仍未成爲成熟技術推廣應用,做不到經濟可行性就不會有前途。“我們不能等待,我們也需要更多的投入試驗,依靠新技術搶佔未來的制高點。”

鄭克棪認爲,基於地熱又跨出地熱是行業未來發展的方向之一。他介紹,地下儲能可以作爲關鍵技術,有巨大的發展前景和能力。世界上高溫地熱田也在考慮試驗利用地下巨大的熱儲空間潛力做儲能研究,國內也有提出此類建議的,一些單位已做了預可行性方案,但具體的試驗研究基本尚未開始,這需要政策和資金支持。

面向建築領域碳中和目標,將中深層地源熱泵系統與大規模蓄熱系統以及其他可再生能源系統耦合運行是未來研究的工作。中國建築科學研究院環能院熱泵與蓄能研究中心副主任李驥說,“發展多能互補系統,採用熱泵系統與蓄能、熱電聯產以及太陽能光伏等不同能源系統的協同配合形式,提升能源系統的綜合利用效率,緩解能源供需矛盾,構成豐富的清潔、低碳供能結構體系。”

李驥在報告中提出了我國中深層地熱供熱技術需要關注的幾個問題:中深層地熱井連續運行、間斷運行模式研究;建立更準確的中深層地埋管換熱器與中深層巖土耦合換熱模型;確定多因素影響下的最佳設計及運行參數。以提升清潔能源消納率、推動熱泵系統實現城市電網調峯的健康和規範發展爲主要目標,探究熱泵系統與電網耦合協同技術路徑。

“技術發展要依靠遵循科學規律,科學釐定核心關鍵技術纔是走上正軌,我們要認清什麼是關鍵核心技術,目標明確才能少走彎路。”鄭克棪說。

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