双碳目标下地热资源开发利用的机遇与挑战

范琦 赵存法 田蓉

摘 要：全球气候变化形势严峻，中国宣布碳达峰、碳中和的目标和愿景之后，我国能源行业将步入结构调整的加速期，以地热能为代表的可再生能源逐渐走到舞台中央。在政府和市场的双重推动下，未来将进一步促进地热能的勘探开发，地热利用必将进入一个飞速发展的时期，但挑战与机遇并存。

关键词：地热能;碳达峰碳中和;气候变化

气候变化是人类面临的全球性问题，随着各国二氧化碳排放、温室气体猛增，对生命系统造成威胁。“双碳”作为减缓和应对气候变化的主要手段，其理念已经得到国际社会的普遍认同。在我国能源结构中， 化石能源占比约85%，要达到“碳达峰、碳中和”目标，就必须大力发展清洁能源。

1发展机遇

地热能作为一种清洁的可再生能源，在使用过程只是利用热能或将热能转变为机械能，最大程度地降低了温室气体的产生。其具有稳定、储量大、分布广泛等特点，在建筑供热领域受到广泛关注。要实现双碳目标， 节能、提效问题首当其冲。一是产业结构调整，例如钢铁、水泥等工业， 建筑、交通等能源消费部门要进行改造，节能减排是关键。二是能源结构调整，要促进化石能源向非化石能源转化，大力发展太阳能、风能、水电、地热能等非化石能源。

地热能与风能、水能等其他新能源相比，受外界因素影响小，是一种发展潜力巨大的可再生能源。在双碳背景下，地热能作为一种极具竞争力的清洁可再生能源，将发挥日益重要的作用，未来有望成為能源结构转型的新方向。

地热资源的开发利用主要是热和电，在新形势下的需求空间日益增长。在地热资源的热利用方面，可以广泛应用于民生、工业、农业、旅游和服务业等领域。现在不仅是北方居民冬季需要供暖，南方也开始重视并发展集中供暖以取代之前的分散供暖。在不给国家能源安全增加负担，不给国家环境治理带来压力的出发点下，发展地热供热是理想的热源选择。因此可见，国家能源结构调整方向与地热开发利用的技术经济特点契合， 可以为地热资源开发利用带来新的机遇。

今年4月，国家能源局发布的《关于促进地热能开发利用的若干意见》表示，要求深化地热资源勘查工作，全面推进浅层地热能利用，大力推进中深层地热能供暖，建设地热能高质量发展示范区。《若干意见》提出了我国地热能行业的宏伟发展目标：到2025年，各地基本建立起完善规范的地热能开发利用管理流程，全国地热能开发利用信息统计和监测体系基本完善，地热能供暖（制冷）面积比2020年增加50%，在资源条件好的地区建设一批地热能发电示范项目，到2035年，地热能供暖（制冷）面积比2025年翻一番。可以预见，地热能在“碳达峰碳中和”双碳愿景下，迎来了发展繁荣的新机遇。

2我国地热资源开发利用现状及前景

我国是世界上地热资源储量较大的国家之一，尤其是中低温地热资源，广泛分布于我国东南沿海、西南地区、胶东半岛、辽东半岛和大面积分布的沉积盆地。全国现有温泉约2710余眼，地热井约2239余眼，地热田约275余处，地热水开采量约3.5亿m3/a，主要用于采暖、洗浴、医疗、旅游、养殖、种植以及发电等，为区域社会经济发展做出了重要贡献。

目前，我国地热资源主要应用于以下方面：（1）地热发电。我国拥有150℃以上高温水热系统的温泉区近百处，主要集中分布于藏滇地热带和台湾地热带。我国地热电站总装机容量达到32.08MW，实际生产电力容量为25.78MW。（2）我国中低温地热直接利用主要在地热供暖、医疗保健、洗浴和旅游度假、养殖、农业温室种植和灌溉、工业生产、矿泉水生产等方面。并逐步开发了地热资源梯级利用技术、地下含水层储能技术等。目前，在全国地热水利用方式中，供热采暖占18%，医疗洗浴与娱乐健身占65.2%，种植与养殖占9.1%，其他占7.7%。（3）浅层地热能供暖或制冷。目前全国31个省市区均有浅层地热能开发利用工程项目，80%的项目集中在华北和东北南部地区。336个地级以上城市浅层地热能资源年可开采量折合标准煤7亿吨，可实现建筑物供暖制冷面积320亿m3。（4） 干热岩型地热能是未来地热能发展的重要领域。相比而言中国起步较晚， 2017年在青海共和盆地3705米深处钻获236℃的干热岩体，是中国在沉积盆地区首次发现高温干热岩型地热能资源。通过深入试验研究，未来有望在干热岩型地热能开发技术方面取得突破，可推动中国地热能发电及梯级高效利用产业集群较快发展。

为推动我国地热能资源开发利用和保护，提高地热资源利用效率， 切实增强国家能源保障能力，今后工作方向如下：（1）进一步加大地热资源勘查投入，开展全面调查，查明资源量，划分类型，进行资源评价（对全国各地质构造单元、各大盆地的基础地质、地层、岩浆岩体、地质构造、构造活动性、水文地质条件、热源、水源补给条件、储层、盖层条件、水化学类型、水质条件进行系统分析，对地热资源资源量进行评价）。（2）进一步开展地热资源开发利用示范工程，加强综合利用，梯级利用，充分发挥资源效率。（3）进一步加强科研、教学、企业单位紧密结合，共同进行地热资源基础研究与技术开发工作，充分发挥各行各部门积极性和技术优势。

3面临的挑战

碳达峰、碳中和事关中华民族永续发展和构建人类命运共同体，是中国经济社会高质量发展的战略目标和内在要求，是推进能源革命、促进人类文明进步的抓手，更是一场广泛而深刻的经济社会发展方式系统性变革。在看到机遇的同时，必须意识到地热资源开发利用面临的挑战也是客观存在的。

首先，我国地热勘查虽有一定的基础，但勘查程度不高，资源分布规律、资源量不十分清楚，开发地热带有一定的盲目性，地热井布井和钻探施工带有较大的风险，应加强基础地质和地热资源规律的研究，提高地热勘查的成功率。

其次，地热产业化发展基础薄弱，技术水平有待全面提升。地热利用在我国具有悠久的历史，但是之前的应用主要集中在初级的原始利用方面，技术含量比较低。之前水热型地热开发由于不重视回灌技术的应用， 使得很多地热开发利用不可持续。应该按照“政府主导、统一开发”的原则，从政府层面规范地热资源的依法开发，加大追责力度，妥善解决地热无证勘查开采的问题，为地热资源实施统一管理、统一勘查、统一开发彻底解决地热尾水随意排放等问题提供组织保障。通过制定地热开发管理条例，加强地热回灌，推进地热综合利用。

再次，地热产业运行的标准化程度还不够高，“无法可依”影响到行业发展质量。尽管目前业界推出并应用了一系列标准规范文件，标准化工作在紧锣密鼓地予以推动，但距离系统产业化的要求还有距离。标准缺失导致地热开发利用处于“灰色地带”，自然也容易产生质量问题。

最后，为促进未来地热能建筑供热技术科学研究和工程技术的发展和完善，针对地热能利用实际工程开展系统详实、准确充分的工程应用长期数据监测至关重要。未来需要完善地热能开发利用技术相关技术标准，提升施工质量和技术口碑，为更多企业创造广阔的市场空间。

结束语：随着我国经济建设稳步发展，城市化不断推进，地热资源作为一种清洁、无污染、可再生的能源，科学的开发利用好对缓解能源压力、节能减排、保护生态环境，具有十分重要的意义。也可为建筑供热领域注入新活力，助力碳达峰、碳中和目标尽快实现。

参考文献：

[1]王贵玲，中国地热能成就与展望——我国地热资源勘查评价战略研究[J].北京，地质出版社，2010.

[2]杜建国，姚文江，等.江苏地热资源类型及开发利用前景[J].地质学刊，2012.

[3]王沣浩，地热能建筑供热技术助力双碳愿景实现[J].北京：地质出版社， 2021.

[4]蔺文静，王贵玲，等.我国干热岩资源分布及勘探：进展与启示[J].地质学报，2021.