新时代科技创新推动地热开发科学高效发展

□ 文| 董继田

新的历史条件下，清洁、高效、低碳、多元化正成为全球能源的发展方向，主要发达经济体都非常关注新能源，并将其列为作为推动高质有效发展的重点。地热资源开发是集技术、人才与资金的密集型新兴产业，如何把科技创新融入地热产业实现高质量发展是值得认真思考的新命题。

科技创新与地热开发的密切联系

1.科技创新是地热开发利用的重要组成部分。科技创新，是原创性科学研究和技术创新的总称，是指创造和应用新知识和新技术、新工艺，采用新的生产方式和经营管理模式，开发新产品，提高产品质量，提供新服务的过程。科技创新可以被分成三种类型：知识创新、技术创新和现代科技引领的管理创新。地热资源是蕴藏在地球内部的能源形式，赋存于岩土体、流体和岩浆体之中。地热资源早在4000多年前已被人类开发利用，随着地质热力学、石油开采评价和钻井学科以及工程、能源管理科学等领域科研进展的发展，以及能源面向社会发展新要求，特别是在能源消费利用和防污治霾的背景下，地热资源的开发得到了世界各国的高度关注,在科技创新方面取得突飞猛进的发展。地热能在冬季供暖、夏季制冷，医学保健康养、农业种植及养殖，以及发电和稀有矿物质提取等方面有着多种用途，并将带动新兴材料生产加工、整体装备制造、运行和信息操控等相关产业的发展，引导生产、消费和就业模式的转变，进而推动经济结构的调整和升级。

2.技术创新是地热面临的主要瓶颈之一。通常将地热资源分为浅层地温能、水热型地热能和干热岩型地热能三种类型。开发地热资源是获取地热能的重要工作过程，但开发地热资源往往初期投资比较大，产生效益的周期长，特别是地热能开发是一项系统性很强的工程，与其它类项目相比，其技术含量较高，需要能源开采利用、工程施工与创新、工艺管理等多学科交叉，包含着资源评价、地质勘探、钻井技术、回灌技术、梯级利用等多领域先进研究成果。与传统能源相比,地热能的储存、生产均受限于地热条件，其应用均有分散性、波动性等特点，这也给地热能产业的发展提出了挑战。要实现地热能产业的规模化、科学化发展，就需要通过资源整合、科技创新、人力资本培育等各种手段来提升产业整体竞争力。如何针对地热能高效、经济和可持续发展，从根本上解决项目本身面临的不稳定等风险，科技创新是这当中关键一环。

3.推动科技创新是实现地热开发的有效途径。目前的新能源体系中，与太阳能、风电、核能等其他新能源相比,地热能领域的技术开发速度略显滞后。具体表现在：地热资源评价技术以热储法为主，存在精度不足、评价范围狭窄等问题，影响了地热资源总储量的测算评估，从长期来看可能构成地热产业发展的制约因素；地热技术主要集中在浅层地热应用上，未能充分发挥地热能在储藏形式、储藏量等方面的优势；资源利用技术方面存在瓶颈性难题，如水热型地热资源的梯级利用、管道堵塞处理、结垢清除、采灌平衡条件控制等技术还需要进一步攻关；缺少体系化技术开发应用方案，制约了地热能的推广应用与普及，这都需要通过技术创新解决发展瓶颈问题。

把科技创新融入地热开发的原则

1.深刻把握新时代背景。长期以来,党中央和国家都高度重视新能源事业的发展,将新能源提升到国家战略的层面并提出了“四个革命、一个合作”的总体方针。根据这个方针,到2050年我国现有新能源产业将会取得质的突破。届时非化石能源在一次能源中所占比例将占据半壁江山,而在终端能源消费中电能比重也将达到这个水平。在巴黎联合国气候大会上，我国承诺到2030年碳排放将会达到峰值，较2005年碳排放强度或将下降60%-65%。按照十九大报告，能源工业的发展在经济高质量发展中位置突出，我们还应看到,能源产业也关系到“一带一路”战略的落实。要实现此类宏伟目标,以地热为代表的新能源将起到有力的支撑作用。提升地热能产业的竞争力,有助于推动新能源产业实现高效增长,从而使国家能源结构逐步得到优化。

2.政府引导与市场机制相结合。按照“在开发中保护，在保护中开发”的原则，充分发挥政府管理部门的职能作用，在全国开展地热资源评估工作，摸清家底，建立地热资源信息系统，提升自动化和信息化管理运营水平，不断建立健全行业标准，强力实施地热回灌，进一步完善地热行业评价和认证体系。制订和实施积极的财政和税收政策，支持地热产业发展充分发挥市场作用，激发企业技术创新的主体活力，鼓励社会资本进入地热产业领域，进一步放开行业的市场准入，提高地热企业产业专业化水平。

3.坚持问题导向和需求导向。技术创新是引领发展第一动力的基础，目前我国地热的整体行业处在起步阶段，发展层次比较低，资源开发利用程度仍有提升空间。受制于地热领域较低的技术水平、有限的施工手段等，我国现有的地热资源难以充分开发，利用水平很低。地热能有广泛的用途，在地热+其他清洁能源模式的带动下更显示它的应用广阔性。在防污治霾的大背景下，人民群众对清洁能源用能需求多样，而地热整体利用方式仍以供暖、洗浴为主，结构单一。只有扩大地热资源应用领域和范围，并建立并完善梯级利用技术体系，不断延长地热能利用技术链，才能更好地满足人民群众对美好生活的向往，为促进绿色发展提供更准确的着力点，更丰富的空间。

4.自主创新与国际合作相结合。地热资源先天的投资大、周期长、风险高特征，意味着要发展好地热能，必须通过整体规划、先进技术引进、项目示范推广、政策优惠等方式才能促进地热资源在科学、高效的轨道上发展。目前，我国地热资源开发利用规模化不高、产业化水平单一，在生产布局上分布不合理；开发企业往往技术力量薄弱、受制于产业结构经营还比较粗放、地热开发门槛比较低，相互间竞争无序，资源浪费还很严重。目前美国、新西兰、冰岛、菲律宾等国家掌握着地热发电、梯级利用、高效运行等方面的技术。只有加强国际间技术、资金和资源的交流合作，我国才能更好地分享其他国家在地热研究和利用中的技术。

通过科技创新实现地热高效开发的措施

完善产业规划

在国家出台的《能源法》《新能源产业振兴和发展规划》等法律、法规和重要规划的基础上，考察先进国家的地热开发管理经验，制定集产业发展方向、产业政策、法律法规、监督管理于一体的一揽子长远发展规划和政策。厘清中央和地方、部门在能源、财政、工商税务等方面的管理责任，提升地热能产业发展方面的协同效应。同时，在地热技术路线的规划上，根据各地资源赋存和产业融合现状，因地制宜，进行战略性部署，编制不同类型地热+其他清洁能源供热技术共同协作路径，促进各个技术应用区域协调发展，实现干热岩地热发电在探索基础上大发展。

加强专业人才培养

深入了解调研地热产业人才结构，落实地热人才培养培训方案。横向整合地热产业及相关产业高端人才，打造产业关键技术和重要科研的领军人才，发挥政府、企业、高校、科研机构等各方面的协同作用，通过加强合作合力培养技术中坚力量。进一步统筹做好基层一线人员技术工艺的普及培训工作，改善提升一线人员的技能素养及操作运维能力。发挥政府的引导作用，积极将企业、高等院校、科研机构在用人机制上的壁垒打通，推动在人才管理体制上做到机制灵活多样、管理科学规范、激励措施完善有效，进一步调动地热队伍的主动性与创造性。另外，另外还可以从地热技术先进的国家有计划、有步骤地引进地热开发人才，吸收全球智力资源为我所用，为我国地热产业提供有力智力支持。

在地热关键技术领域进行突破

着力开展干热岩地热资源前瞻研究和利用，加快中深层地热资源开发，发挥干热岩技术引领和中深层强力支持优势。一是尽快开启针对干热岩的技术研究。干热岩的发展前景良好，其热能蕴藏量大、温度高、系统稳定的特点极具吸引力。目前，世界上许多国家都开始了针对干热岩的试验和研究，而我国对干热岩的勘查开发利用总体还处于空白。尽快开启针对干热岩的技术研究，攻克相关技术难题，使干热岩中的热能得到充分合理利用，将对我国能源结构调整起到质的改变。二是应加速中低温地热资源的技术总结和推广。总体上我国中低温地热资源的开发利用程度相对较差，高温地热资源无论是在直接利用还是在地热发电中都更受偏爱，而我国中低温地热资源更为普遍且潜力巨大。应加速推进针对中低温地热资源的相关技术研究，并参考诸如热伏中低温发电等国际前沿的技术原理，力求充分合理的利用我国中低温地热资源。

加强政策保障

制定扶持政策，带动行业发展。地热资源作为绿色环保新能源，具有初期投资大、风险高、成本收益慢等特点，严重制约着地热行业的发展。因此，需要国家在鼓励开发利用绿色能源的同时，建立完善相关的法律法规，出台具有针对性的扶持政策，带动地热行业的发展。对利用地热资源进行供暖、发电、种植或养殖的企业和单位加大优惠政策倾斜，并给与一定程度的财政支持，调动相关企业和单位的自主性和积极性，使得整个地热行业不断向前发展和进步。