中國(guó)地?zé)崂茫弘m已享譽(yù)世界但仍大有可為

中國(guó)能源研究會(huì)地?zé)釋I(yè)委員會(huì)主任 鄭克棪

2020年是我國(guó)“十三五”收官之年，中國(guó)地?zé)岬闹苯永迷賱?chuàng)輝煌，在2020世界地?zé)岽髸?huì)視頻開幕式上獲得了12個(gè)“世界第一”，可謂“功成名就”，成為難以被超越的權(quán)威，也為我國(guó)地?zé)岚l(fā)展史交出了一份滿意的答卷。不過，中國(guó)在地?zé)衢_發(fā)和利用尤其是地?zé)岚l(fā)電方面還有很大發(fā)展空間，值得我們深入探討研究。

中國(guó)地?zé)衢_發(fā)的第一次高潮

二十世紀(jì)七十年代的世界第一次石油危機(jī)，引發(fā)多國(guó)政府努力尋找可以替代石油的“新能源”。時(shí)任我國(guó)地質(zhì)部部長(zhǎng)李四光倡導(dǎo)開發(fā)利用地?zé)崮?，由此掀起了中?guó)地?zé)峥辈楹烷_發(fā)的第一次高潮。

在李部長(zhǎng)的倡導(dǎo)動(dòng)員下，地質(zhì)部系統(tǒng)的各省地質(zhì)隊(duì)伍、全國(guó)有關(guān)科研院所、有關(guān)大專院校，這三部分技術(shù)力量，都全力投入工作，利用當(dāng)?shù)販厝?，或鉆出地?zé)峋?，開展地?zé)岚l(fā)電和綜合利用。1970年，廣東省豐順縣鄧屋村地?zé)岚l(fā)電站發(fā)電成功，裝機(jī)從最初的86千瓦發(fā)展為后來(lái)的300 千瓦，這使我國(guó)成為世界第八個(gè)采用地?zé)岚l(fā)電的國(guó)家。1971年，江西省宜春縣溫湯鎮(zhèn)引用67℃溫泉水發(fā)電成功，雖裝機(jī)只有50 千瓦，但創(chuàng)造了世界最低溫度的地?zé)岚l(fā)電記錄。緊接著，河北省懷來(lái)縣后郝窯200千瓦、廣西象州縣熱水村200 千瓦、湖南省寧鄉(xiāng)市灰湯鎮(zhèn)300千瓦、山東省招遠(yuǎn)市湯東泉200 千瓦和遼寧省蓋縣熊岳鎮(zhèn)100千瓦地?zé)岚l(fā)電站均紛紛建成，至此，全國(guó)共擁有七處中低溫地?zé)岚l(fā)電站。另外，西藏自治區(qū)羊八井鎮(zhèn)于1977年建成1000千瓦高溫地?zé)岚l(fā)電站，將二十世紀(jì)七十年代的我國(guó)地?zé)岚l(fā)電推上了高潮。羊八井地?zé)犭娬竞髞?lái)陸續(xù)增容，最終達(dá)到2.518萬(wàn)千瓦裝機(jī)容量，當(dāng)時(shí)承擔(dān)了拉薩市年供電的40%和冬季供電的60%，于1978年在全國(guó)科技大會(huì)上獲得“地?zé)岚l(fā)電（濕蒸汽直接發(fā)電）重大貢獻(xiàn)獎(jiǎng)”。羊八井地?zé)犭娬疽恢边\(yùn)行至今。

除了發(fā)電，地?zé)徇€可被直接利用。當(dāng)時(shí)，北京市的紡織廠用地?zé)崴床?、染布、供暖，天津市的毛織廠用地?zé)崴疵⑷久?，京津地區(qū)都用地?zé)崴h(huán)供暖，并搭建地?zé)釡厥以诙痉N植反季節(jié)鮮菜供應(yīng)市場(chǎng)。此外，地?zé)徇€用于水產(chǎn)養(yǎng)殖、雛禽孵化、禽產(chǎn)品加工，南方地區(qū)如福州市利用地?zé)崴募局票鞯剡€將地?zé)崴畱?yīng)用于傳統(tǒng)的溫泉洗浴和醫(yī)療行業(yè)。天津市組織了“地?zé)釙?huì)戰(zhàn)”，地?zé)岬木C合利用形式多樣，李四光部長(zhǎng)號(hào)召全國(guó)向天津市學(xué)習(xí)。

地?zé)峁┡偷卦礋岜玫氖澜?、中?guó)、美國(guó)、冰島、瑞典比較

中國(guó)地?zé)嶂苯永煤偷卦礋岜?0年發(fā)展歷程

服務(wù)于地?zé)岚l(fā)電和其綜合利用的需要，各省市區(qū)的地質(zhì)隊(duì)擴(kuò)大了地?zé)豳Y源勘探，北京市從無(wú)到有勘探發(fā)現(xiàn)了城區(qū)地?zé)崽?，天津市也擴(kuò)大了王蘭莊和萬(wàn)家碼頭地?zé)崽锏拈_發(fā)規(guī)模。全國(guó)陸續(xù)勘探出了近300處地?zé)崽铮纬闪藷峄鸪斓牡責(zé)峥碧介_發(fā)局面。但遺憾的是，中國(guó)地?zé)岬牡谝淮胃叱彪m轟轟烈烈，卻沒有形成產(chǎn)業(yè)隊(duì)伍，因此未能保持持續(xù)生產(chǎn)，在完成試驗(yàn)任務(wù)后至二十世紀(jì)七十年代后期就逐漸消退了。

地?zé)嶂苯永门噬鲜澜绲谝?/h2>

改革開放推動(dòng)我國(guó)從計(jì)劃經(jīng)濟(jì)向社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)變革，也為地?zé)衢_發(fā)利用帶來(lái)了新的轉(zhuǎn)機(jī)。經(jīng)過一段時(shí)期的“摸著石頭過河”，國(guó)內(nèi)開發(fā)商開始投入地?zé)峤?jīng)營(yíng)，并使地?zé)岙a(chǎn)業(yè)逐漸形成。最初，隨著社會(huì)發(fā)展，為滿足經(jīng)濟(jì)繁榮后人們的生活休閑需求，出現(xiàn)了溫泉游泳池和單間洗?。ㄊ覂?nèi)、室外），吸引了大眾的新鮮消費(fèi)，第一批投資商很快盈利，于是自發(fā)帶動(dòng)了后續(xù)開發(fā)商的跟進(jìn)。溫泉休閑業(yè)擴(kuò)大到天津市和沿海地區(qū)，溫泉度假村、溫泉游樂場(chǎng)、溫泉房地產(chǎn)等不斷跟進(jìn)和發(fā)展壯大，促進(jìn)了地?zé)岙a(chǎn)業(yè)的快速成長(zhǎng)。

據(jù)1995年、2000年、2005年、2010年、2015年和2020年世界地?zé)岽髸?huì)公布的數(shù)據(jù)，世界地?zé)嶂苯永茫ㄓ脽幔┡琶@示：1995 年是冰島居世界第一；2000 年開始中國(guó)占據(jù)世界第一，此后一直穩(wěn)居第一位，且中國(guó)在世界所占的份額越來(lái)越大；2020 年，中國(guó)地?zé)嶂苯永玫哪芰空际澜缈偭康?7.2%，世界前十名中其余九個(gè)國(guó)家的總量都不及中國(guó)，僅為中國(guó)的83.5%。

在地源熱泵方面，中國(guó)也是后起之秀，此前，世界發(fā)達(dá)國(guó)家早已運(yùn)用了幾十年。因?yàn)榭梢约嬗糜诙竟┡拖募局评?，既?jié)省成本又提高效率，節(jié)能減排，二十世紀(jì)九十年代以來(lái)在發(fā)達(dá)國(guó)家連續(xù)呈現(xiàn)20%左右的年增長(zhǎng)。1995 年，我國(guó)引進(jìn)地源熱泵，起步時(shí)年利用淺層地?zé)崮?×1012焦耳，當(dāng)時(shí)世界產(chǎn)能總量已達(dá)14617×1012焦耳，我國(guó)僅占世界地源熱泵產(chǎn)能的不到萬(wàn)分之五。然而地源熱泵在中國(guó)的發(fā)展速度驚人，進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，中國(guó)的地源熱泵平均年累進(jìn)增長(zhǎng)率超過30%。2014年，我國(guó)年利用淺層地?zé)崮?00311×1012焦耳，成為世界第一，并占世界總額的30.9%，2019 年達(dá)到年利用246212×1012焦耳，占世界的41.0%。

2020年中國(guó)地?zé)嵩賱?chuàng)輝煌

2020 年對(duì)于中國(guó)地?zé)峤鐏?lái)說(shuō)具有非凡的意義。對(duì)于三個(gè)歷史性的時(shí)刻，我們都交出了一份時(shí)代的答卷。

第一，2020年是李四光倡導(dǎo)中國(guó)地?zé)崮荛_發(fā)利用50周年。1970年初，李四光指出“地下是一個(gè)大熱庫(kù)，是人類開辟自然能源的一個(gè)新來(lái)源，就像人類發(fā)現(xiàn)煤炭、石油可以燃燒一樣?！闭沁@樣的高瞻遠(yuǎn)矚，從此改變了國(guó)人的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)，開創(chuàng)了中國(guó)地?zé)嶙鳛樾履茉撮_發(fā)的歷程，這具有歷史和現(xiàn)實(shí)意義，也為中國(guó)地?zé)岬陌l(fā)展并走向世界奠定了基礎(chǔ)。

“李四光倡導(dǎo)中國(guó)地?zé)崮荛_發(fā)利用50 周年紀(jì)念大會(huì)”于2020 年5 月28 日以視頻形式舉辦，自然資源部主管地?zé)岬南嚓P(guān)領(lǐng)導(dǎo)、中國(guó)科學(xué)院院士和中國(guó)工程院院士、全國(guó)各地產(chǎn)學(xué)研諸部門的地?zé)峁ぷ髡咣x躍參會(huì)，在線參加會(huì)議300 人。大會(huì)溫習(xí)了李四光部長(zhǎng)的囑托，交流了李四光精神50年來(lái)引導(dǎo)中國(guó)地?zé)崮荛_發(fā)利用的成就和經(jīng)驗(yàn)，激發(fā)了全體地?zé)崛嗽賱?chuàng)中國(guó)地?zé)崾聵I(yè)發(fā)展新局面的激情。

第二，中國(guó)地?zé)崮荛_發(fā)利用“十三五”規(guī)劃收官。我國(guó)遵循《巴黎協(xié)定》承諾的全球性碳減排目標(biāo)，大力支持可再生能源發(fā)展替代傳統(tǒng)化石能源，首次將地?zé)崮荛_發(fā)利用納入“十三五”專項(xiàng)規(guī)劃。2020年是規(guī)劃收官之年，我們已經(jīng)看到了地?zé)崮鼙葟那案蟮陌l(fā)展勢(shì)態(tài)?！笆濉苯Y(jié)束時(shí)，我國(guó)地?zé)峁┡瓣J入”世界第一，當(dāng)時(shí)我國(guó)地?zé)峁┡娣e剛突破1 億平方米，實(shí)現(xiàn)這個(gè)1 億平方米我們用了45 年，但到2019 年，我國(guó)地?zé)峁┡娣e已達(dá)2.82億平方米，待到2020年底我國(guó)地?zé)峁┡娣e將超過以往45年業(yè)績(jī)的兩倍多，并且這樣的業(yè)績(jī)是在“十三五”期間僅五年時(shí)間完成的，這是何等震撼的中國(guó)速度！

再看地源熱泵方面，“十二五”末我國(guó)地源熱泵利用面積突破4億平方米，2019年底已達(dá)到8.41億平方米，即“十三五”中的四年已超過以往20年的業(yè)績(jī)。而且，2015年在設(shè)備裝機(jī)容量不占優(yōu)勢(shì)的情況下我國(guó)地源熱泵實(shí)現(xiàn)了年利用淺層地?zé)崮芫邮澜绲谝坏某煽?jī)，如今，我國(guó)的地源熱泵設(shè)備容量也成為世界第一?！笆濉逼陂g，我國(guó)地?zé)嶂苯永迷谑澜绲谝坏母叨壬嫌痔嵘艘淮蟾瘛?/p>

第三，2020年世界地?zé)岽髸?huì)視頻開幕式舉行。2020年世界地?zé)岽髸?huì)受新冠肺炎疫情影響僅在冰島舉行了視頻開幕式，發(fā)布了與世界地?zé)嶂苯永煤褪澜绲責(zé)岚l(fā)電相關(guān)的兩個(gè)報(bào)告。前國(guó)際地?zé)釁f(xié)會(huì)主席約翰·蘭德所作的《世界地?zé)嶂苯永矛F(xiàn)狀報(bào)告》（簡(jiǎn)稱《報(bào)告》）中，共提到了12 項(xiàng)“中國(guó)第一”，“中國(guó)”一詞成為最熱門詞匯?！秷?bào)告》還提到了中國(guó)地?zé)嶂苯永玫脑O(shè)備容量和年利用熱能，及地源熱泵的設(shè)備容量和年利用熱能，還有地?zé)峁┡?、水產(chǎn)養(yǎng)殖、溫泉洗浴等分類利用。中國(guó)地?zé)嶂苯永靡呀?jīng)在世界上獨(dú)占鰲頭，達(dá)到了“無(wú)人超越”的境地。

中國(guó)地?zé)崂萌孕柩a(bǔ)齊短板

地?zé)崮芾冒ǖ責(zé)嶂苯永煤偷責(zé)岚l(fā)電兩大領(lǐng)域，而中國(guó)的地?zé)岚l(fā)電還存在短板，在世界27 個(gè)地?zé)岚l(fā)電國(guó)家中，中國(guó)排名相對(duì)靠后。2019 年，中國(guó)地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)容量4.456萬(wàn)千瓦，只占世界總量的不足千分之三。當(dāng)前，地?zé)岚l(fā)電世界十強(qiáng)中有美國(guó)、菲律賓、墨西哥、意大利和日本、土耳其、肯尼亞、冰島、印度尼西亞、新西蘭等國(guó)（排名不分先后）。

中國(guó)的地?zé)岚l(fā)電在建成羊八井地?zé)犭娬竞筮M(jìn)展緩慢，其不足之處今后仍有待完善。

一是政府扶持力度有待進(jìn)一步加強(qiáng)。我國(guó)的地?zé)豳Y源十分豐富，但我國(guó)對(duì)地?zé)岚l(fā)電未來(lái)規(guī)劃不夠清晰。政府的引領(lǐng)和推動(dòng)將是地?zé)岚l(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。地?zé)岚l(fā)電在國(guó)外大放異彩與政府的扶持密不可分，多國(guó)政府都在支持地?zé)崮馨l(fā)展方面做出了努力。目前，我國(guó)對(duì)于地?zé)岚l(fā)電產(chǎn)業(yè)的扶持力度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，并且存在評(píng)價(jià)信息缺失、資源利用浪費(fèi)、不合理開發(fā)等問題。

二是科學(xué)創(chuàng)新力度不夠。目前在中低溫余熱發(fā)電技術(shù)方面，江西華電電力有限責(zé)任公司的螺桿膨脹動(dòng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電技術(shù)比較成熟，既可用于工業(yè)余熱廢熱回收發(fā)電，也可用于新能源發(fā)電，在國(guó)際上也處于先進(jìn)水平。但地?zé)岚l(fā)電遇到的其他技術(shù)問題還很多，有時(shí)甚至是基礎(chǔ)性的，比如，熱源探查技術(shù)落后，鉆探技術(shù)還不成熟，成井工藝方面也有待提高，有時(shí)需要打很多廢井才能找到熱源，增加生產(chǎn)成本，嚴(yán)重影響熱能的充分利用和熱源的使用壽命。另外，地?zé)岚l(fā)電企業(yè)在綜合技術(shù)支持方面也存在缺陷，地面技術(shù)與地下勘探難以兼顧，且地?zé)岚l(fā)電設(shè)備陳舊，導(dǎo)致熱電轉(zhuǎn)換效率低和電力傳輸損耗大，成本高。

中國(guó)地?zé)岚l(fā)電發(fā)展?jié)摿εc前景

地?zé)岚l(fā)電在可再生能源中性能絕佳，受到國(guó)際青睞。地?zé)岚l(fā)電具有最高的能力因子，世界地?zé)岚l(fā)電實(shí)際運(yùn)行的平均利用系數(shù)為0.72，而且先進(jìn)機(jī)組已達(dá)到0.95，即一年8760 小時(shí)中超過8300 小時(shí)可以連續(xù)工作，輸出電力。這個(gè)指標(biāo)遠(yuǎn)高于水電的0.42、風(fēng)電的0.21 和太陽(yáng)能發(fā)電的0.14。舉例來(lái)說(shuō)，西藏羊易地?zé)犭娬?.6萬(wàn)千瓦裝機(jī)容量年發(fā)電量1.28億千瓦時(shí)，而羊易三個(gè)光伏電站裝機(jī)量共7萬(wàn)千瓦的年總發(fā)電量還不足1億千瓦時(shí)。

我們可以分析發(fā)展中國(guó)地?zé)岚l(fā)電的基本要素：一是資源條件。地?zé)豳Y源是本土資源，我國(guó)西藏自治區(qū)、云南省和川西地區(qū)位于全球性的地中?！柴R拉雅地?zé)釒希?50℃以上的高溫地?zé)豳Y源豐富，“十二五”期間全國(guó)地?zé)豳Y源調(diào)查評(píng)價(jià)，那里有711.6 萬(wàn)千瓦高溫資源適于發(fā)電。二是技術(shù)條件。由于長(zhǎng)期停滯發(fā)展使我國(guó)的地?zé)岚l(fā)電技術(shù)顯得落后，但過去羊八井地?zé)犭娬镜陌l(fā)電設(shè)備87%是國(guó)產(chǎn)，后來(lái)我國(guó)還自主研發(fā)了全流地?zé)岚l(fā)電技術(shù)設(shè)備，并開始投用；新建成的羊易地?zé)犭娬疽M(jìn)了“奧瑪特科技”的產(chǎn)品，我們運(yùn)行操作的能力因子已達(dá)0.91，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了世界平均水平0.72。這些說(shuō)明我國(guó)的地?zé)岚l(fā)電在技術(shù)方面的阻礙并不算無(wú)法攻克的難關(guān)。完善目前的地?zé)岚l(fā)電技術(shù)，是除火力、水力發(fā)電之后技術(shù)問題較容易解決的第三種發(fā)電方式。三是經(jīng)濟(jì)條件。羊易地?zé)犭娬究偼顿Y6.4億元，折合每千瓦裝機(jī)4萬(wàn)元，與近期國(guó)際水平相當(dāng)。該電站是由民營(yíng)企業(yè)杭州錦江集團(tuán)有限公司投資建設(shè)，中國(guó)具備大量實(shí)力雄厚的國(guó)有企業(yè)、民營(yíng)企業(yè)，資金投入并不應(yīng)成為地?zé)岚l(fā)電發(fā)展的阻礙。

綜上，中國(guó)地?zé)岚l(fā)電現(xiàn)狀雖存在短板，但未來(lái)仍大有可為。我們必須努力克服現(xiàn)有障礙，爭(zhēng)取中國(guó)地?zé)岚l(fā)電更進(jìn)一步，取得順利進(jìn)展。