馬偉斌 龔宇烈 趙黛青** 徐瓊輝 秦漢時 陳 勇1 中國科學院廣州能源研究所 廣州 5106402 中國科學院可再生能源重點實驗室 廣州 510640
我國地熱能開發利用現狀與發展*
馬偉斌1,2龔宇烈1,2趙黛青1,2**徐瓊輝1,2秦漢時1,2陳勇1,2
1中國科學院廣州能源研究所廣州510640
2中國科學院可再生能源重點實驗室廣州510640

我國地熱資源相當豐富,應用潛力巨大,因此,大力發展地熱能能夠緩解能源供應緊張局面,很大程度上解決因大量使用化石能源所造成嚴重的空氣污染問題。在我國,應根據資源分布特點制定地熱發展規劃,在資源品質較好的地區發展地熱發電,在有條件的地區發展各種地熱直接利用技術,采用綜合梯級利用提高資源利用效率。今后開發利用地熱能,政府應加大對地熱能利用的政策支持,鼓勵企業加大資金投入;同時開發商應做好規劃和布局,優選技術路線,使得地熱能的利用由無序變有序,朝著更加科學合理的方向發展。
地熱能,開發利用,現狀,發展
1.1我國地熱能資源及應用潛力
我國是一個地熱資源相當豐富的國家,地熱資源主要集中于構造活動帶和大型沉積盆地中,主要類型為沉積盆地型和隆起山地型[1]。
2009—2011 年,國土資源部在系統收集中國基礎地質、地熱地質、水文地質、城市地質、石油地質等已有資料的基礎上,對地熱資源潛力進行了重新評價。這一最新評價認為,中國淺層地熱能資源量相當于 95 億噸標準煤。每年淺層地熱能可利用資源量相當于 3.5 億噸標準煤。如全部有效開發利用則每年可節約 2.5 億噸標準煤,減少 CO2排放約 5 億噸;全國沉積盆地地熱資源儲量折合標準煤 8 530 億噸;每年可利用的常規地熱資源總量相當于 6.4 億噸標準煤,每年可減少 CO2排放 13 億噸。中國大陸 3 000—10 000 米深處干熱巖資源總計相當于 860 萬億噸標準煤,是中國目前年度能源消耗總量的 26 萬倍。
據上述國土資源部最新的評價數據資料,我國現已查明 287 個地級以上城市淺層地熱能、12 個主要沉積盆地地熱資源、2 562 處溫泉區隆起山地地熱資源。目前利用地熱發電的有 4 處,其中西藏 3 處,分別是羊八井、那曲和朗久 3個地熱田,總裝機容量約為 25 兆瓦;廣東豐順地區有1處,其裝機容量約為 0.3 兆瓦。其余主要用于供暖、熱泵、洗浴、醫療、養殖和農業大棚等。
圖 1 給出了我國地熱能資源的分布情況。高溫地熱資源分布在滇藏和川西,對流型地熱資源分布在東南沿海地區(如廣東、福建),傳導性地熱資源分布于華北、松遼盆地[2]。

圖1 我國地熱能資源的分布圖[1]
根據我國地熱資源分布的特點以及當地的社會特征,可制定相應的地熱資源發展規劃。如西部、西南地區可重點發展地熱發電,該區域地熱資源品位較高,人口密度較小,發展地熱發電對人類的生產生活影響較小,而且電力便于輸送,能在一定程度上緩解全國電力需求的壓力。在東南沿海地區,夏季溫度高、時間長,制冷的能耗相當高,如果利用該區域豐富的地熱資源來制冷,可以大幅緩解我國南方地區夏季電力供應不足的矛盾。東北、華北地區,冬季供暖的壓力非常大,當前的供暖方式以燃煤為主,空氣污染十分嚴重,嚴重影響了當地人們的生活質量,而作為優質清潔能源之一的地熱能,資源量大,供應持續穩定,是北方供暖的最佳替代能源。同時,在地熱資源品位相對較低的地區,可大力發展地源熱泵技術,這也是節能降耗的有效途徑。
1.2地熱能利用的戰略意義
相對于其他可再生能源,地熱能的最大優勢體現在它的穩定性和連續性。聯合國《世界能源評估》報告在 2004 年和 2007 年給出的可再生能源發電的對比數字,地熱發電的利用系數在 72%—76% 之間,明顯高于太陽能(14%)、風能(21%)和生物質能(52%)等可再生能源。地熱能用來發電全年可供應 6 000 小時以上,有些地熱電站甚至高達 8 000 小時,同樣地熱能用來提供冷、熱負荷也非常穩定。
發展地熱能對我國經濟社會的發展具有重要的戰略意義,可以從以下4個方面來闡述。
(1)在城鎮建筑節能方面,淺層地熱及地源熱泵技術與系統,在地熱資源相對豐富的地區,可以很大程度替代傳統市政供暖系統,作為城鎮居民供熱采暖的能量來源。目前我國北方大部分地區,冬季燒煤供暖,霧霾天氣長期存在,嚴重影響居民的生活質量和身體狀況,如果采用地熱供暖,則可以大幅緩解霧霾問題,還大家一片純凈的藍天。
(2)從分布式電力方面來說,在有條件的地區利用中高溫水熱型地熱資源建設分布型地熱電站,降低對傳統化石燃料發電的依賴以及減少化石燃料的使用量,減少由于化石燃料使用帶來的環境問題,可為煤炭等傳統資源相對貧乏的地區提供電力來源,帶動當地經濟發展;同時,大量開發我國優質地熱資源,可縮短我國地熱資源的開發利用與世界其他國家的差距。
(3)雖然我國地熱能直接利用世界第一,但是利用效率不高。事實上,地熱制冷、地熱采暖、地源熱泵等的各項技術對溫度的要求各不相同,如果通過地熱資源梯級利用就可以將各項技術有機結合起來,形成一個地熱梯級利用的鏈條,使地熱資源綜合利用率達到最大化。地熱梯級利用的推廣可以優化產業布局,幫助企業做好能源結構轉型,提高地熱資源的利用效率,形成一系列圍繞著地熱資源的產業鏈,對我國調整能源結構、促進經濟發展、實現城鎮化戰略等有重要的意義。
(4)地熱資源的綜合開發利用經多年實踐表明,其社會、經濟和環境效益均非常顯著,它能促進地熱能利用相關的裝備制造產業的發展;也能建立新的建筑用能供應體系,帶動新的能源服務業的發展,帶動智能電網相關設備與技術的發展。
2.1地熱能技術發展現狀
2.1.1地熱發電技術
由于地熱資源種類繁多,地熱發電的方式有多種。溫度比較高的蒸汽熱田采用直接蒸汽發電,美國蓋瑟斯地熱電站就是采用這種方式。中溫熱水型地熱田可以采用擴容(閃蒸)發電或者雙工質(中間介質)發電。
雙工質發電是全球裝機臺數最多的一種地熱發電方式。截至 2014 年底,全球地熱雙工質發電總裝機容量已達 1 790 兆瓦,占全球地熱發電總裝機容量的 12%,比2009 年底的 1 178 兆瓦(占當時總量的11%)增加了52%。全球共有雙工質發電機組 286 臺,占地熱發電機組的 46.7%。
雙工質循環技術主要應用 ORC 循環,以色列、美國在該項技術上具有優勢。自20 世紀 80 年代中期,Kalina 循環也被引入地熱雙工質發電系統之中,美國、意大利、德國的地熱電站都相繼采用了該種循環方式。相對于 ORC 循環,Kalina 循環利用改變混合工質成分濃度的方法,使循環整體上與熱源和冷源有較好的匹配關系,提高了循環效率。目前澳大利亞正在計劃把 Kalina循環應用于增強地熱系統中。
2.1.2地熱直接利用技術
地源熱泵在地熱直接利用領域中應用最為廣泛。地源熱泵技術問世于1912 年的瑞士,1948 年這項技術才引起人們的關注。1974 年以來,隨著能源危機和環境問題日益嚴重,人們更重視以低溫地熱能為能源的地源熱泵系統的研究。目前,地源熱泵已在北美、歐洲等地廣泛應用,技術也日趨成熟。美國正在實現每年安裝 40 萬臺地源熱泵的目標,在瑞士、奧地利、丹麥等歐洲國家,地源熱泵在家用的供暖設備中已占有相當大比例。
世界各國對地熱供暖都非常重視,例如冰島、匈牙利、法國、美國、新西蘭、日本等都采用地熱供暖。冰島有85%的房屋用地暖供熱,占地熱直接利用的77%。匈牙利的地熱供暖雖較地熱農業和浴療應用時間晚,但發展速度很快,現已有 8 個城市,近 9 000 套住宅用地熱水供暖。地熱在法國的可再生能源中排第 4 位,占總能源的比例為 0.44%,居世界第 10 位,目前地熱能已用于 20 萬個住宅的供暖及熱水供應。
地熱制冷是以足夠高溫度的地熱水驅動吸收式制冷系統,制取溫度高于 7oC 的冷凍水,用于空調或生產。用于地熱制冷的制冷機有兩種,一種是以水為制冷劑、溴化鋰溶液為吸收劑的溴化鋰吸收式制冷機;另一種是以氨為制冷劑、水為吸收劑的氨水吸收式制冷機。由于世界上地熱利用技術比較成熟的國家主要分布在緯度比較高的地區,夏季時間短,都不需要制冷,到 2014 年,地熱制冷在地熱利用中所占的比例不到 0.4% ,因此,全球的地熱制冷技術還是比較薄弱。但是,在夏季時間長、地熱資源比較豐富的地區,如美國的南部、中國的廣東、福建等地,仍對地熱制冷技術提出了較高的要求。
2.2地熱能開發利用現狀和案例
冰島地熱資源得天獨厚,地熱利用開發技術全球獨有。它地處北極圈邊緣,氣候寒冷,一年中有 300—340天需要取暖,其主要能源中地熱能占 48.8%,石油占31.5%,水力能占 17.2%,煤炭占 2.5%。全國有 85%的房屋用地暖供熱,占地熱直接利用的 77%。
在我國,1970 年 12 月在廣東豐順縣鄧屋建造了第一臺閃蒸式地熱水發電試驗機組[3],利用91oC的地熱水發電,功率為 86 千瓦,汽輪機進汽壓力 0.028 兆帕,進汽溫度 68oC,進汽量 3 000 公斤/小時,排汽壓力 5.1 千帕,使中國成為世界上第 7 個利用地熱發電的國家。
我國的工業性地熱電站均分布在西藏自治區,其中西藏羊八井是目前規模最大的商業化地熱電站。1976年開始對該地區地熱田進行詳查并鉆探,并論證建設地熱電站,同年 0.3 兆瓦的試驗地熱發電機組發電成功;1977 年建成 1 兆瓦地熱試驗電站,現在已經停機;1985 年逐年擴展為熱田南部的一分廠,安裝 3 臺 3 兆瓦國產汽輪發電機組,共裝機容量10兆瓦;1991年完成熱田北部的二分廠,共安裝 4 臺 3 兆瓦國產汽輪發電機組及 1 臺 3.18 兆瓦進口汽輪發電機組,電站總裝機容量達到 25.18 兆瓦。西藏羊八井是世界上海拔最高的地熱電站,初期承擔拉薩市平時供電的 50% 和冬季供電的 60%,曾被譽為世界屋脊上的一顆明珠。1977 年至 2011 年底,累計發電 26.79 億千瓦時,與燃煤電廠相比節約標準煤 88.4 萬噸,減少 CO2排放量 318 萬噸,為西藏的經濟建設和環境保護做出重要貢獻。2009 年—2010 年西藏新增了 2 臺容量為 1 兆瓦全流發電機組。
據 2015 年世界地熱大會統計[4],截至 2014 年底,中國地熱發電總裝機容量為 27 兆瓦,居世界第 18 位。我國地熱發電具有非常大的發展空間,但是近 30 年來,我國的地熱發電裝機容量幾乎沒有增加,目前國內的技術支撐和設備供應明顯落后,新技術的突破和自主設備的研發亟待解決。
2.3地熱能利用技術創新和產業發展
2.3.1地熱發電
“十二五”期間,我國在中低溫地熱發電關鍵技術及裝置、地熱防腐防垢、地熱綜合利用等方面雖取得了一些初步成果,但我國地熱發電技術研發水平與世界先進國家存在明顯差距。我國地熱發電產業的發展趨勢主要表現在:
(1)地熱發電產業逐漸向中低溫地熱資源靠近。20多年來,我國地熱發電停滯不前,除西藏羊八井和廣東豐順地熱電站外,我國沒有興建大規模的地熱電站,發展規模和水平已遠遠落后于地熱直接利用(地熱供暖、地源熱泵等)。我國具有豐富的中低溫地熱資源,而且這些資源一般分布在偏遠的山區,受節能減排的影響,我國政府已經出臺相關政策大力發展新能源和可再生能源,建成中低溫地熱電站不僅可以為當地提供電力,實現節能減排,還可以促進當地的旅游和經濟的發展,解決部分農村就業問題。
(2)建設規模化地熱發電示范工程。由于我國在地熱發電建設已經停滯了20多年,在地熱電站工程建設方面缺乏實際工程經驗,需要從系統設計、施工、運行和管理等環節解決一系列關鍵技術,以提升我國規模化地熱電站的建設能力。
2.3.2地熱直接利用
地源熱泵展現出有力的競爭趨勢。地熱供暖、地源熱泵、地熱干燥及洗浴等技術已經成熟,并且我國地熱直接利用年產能長期位居世界第 1 位[5],這主要得益于我國地源熱泵的推廣[6]。由于地源熱泵自身的節能環保特性,建筑業主和開發商開始逐漸接受這項新技術,目前整個華北、東北地區,地源熱泵工程已非常普及,并且工程大小也由過去單個建筑向小區規模過渡。有了北方地區成功的經驗,地源熱泵工程迅速南移,目前在長江流域地區,地源熱泵已展現出強有力的競爭勢頭,正逐漸成為解決該地區夏熱冬冷問題的重要節能途徑[7]。

圖2 天津靜海某地熱供暖系統示意圖
天津靜海某單位原有鍋爐房燃煤供暖的建筑面積約 12×104平方米,1996 年鉆了一口 2 777 米深的地熱井,井口水溫92oC,流量140—200噸/小時。該單位要求將原 95oC—70oC 供暖系統改為冬季地熱供暖系統,并全年提供日常生活用的熱水,以達到節約燃料和保護環境的目的,同時希望原供暖系統少改動或不改動。一期工程要求滿足12×104平方米 住宅、1 250平方米 地熱游泳池和 330 平方米 公共浴室生活用水的需求;二期用原有鍋爐做調峰措施后,達到總供暖面積 20×104平方米[8]。地熱供暖系統示意圖如圖 2 所示。
該地熱供暖系統平均熱負荷為 6 449 千瓦,高峰負荷為 7 774 千瓦,終端散熱器平均溫度 62.3oC。該工程從 1996 年冬開始使用,情況正常,目前地熱供暖面積14×104平方米 ,沒有啟用鍋爐調峰,冬季供暖高峰地熱抽水量 140 噸/小時;同時全年可供 3 000 戶生活用熱水。
目前,我國的地熱資源梯級利用主要體現在供熱和供冷兩個方面[9]。冬季,超過 50oC 的地熱水采用梯級利用的方式進行供暖,取得了良好的供暖效果和環境效益。夏季熱泵機組通過閥門切換作為冷機使用,系統成為常見的風機盤管+新風系統。然而這些所謂的梯級利用都過于簡單化,利用過后仍有大量的能量浪費掉了。綜合利用可以使資源利用率更高,北方地區可以優先考慮地熱采暖、地熱洗浴、地熱種植、地熱養殖等技術,南方地區可以優先考慮地熱制冷、地熱干燥、地熱洗浴、地熱種植、地熱養殖等技術,優化地熱資源的梯級利用。因此,地熱資源的綜合利用也是一種發展趨勢。
由中科院廣州能源所承擔的國家科技支撐項目“地熱資源綜合梯級利用集成技術研究”,即是地熱綜合利用的典型代表(圖 3)。該項目以國家科技支撐計劃為依托,聯合多家行業內知名科研機構和企業,以廣東豐順地熱電站為基點,建立了一整套的地熱資源綜合利用系統,有效解決了發電后地熱尾水的再利用問題,避免了大量資源的白白浪費。

圖3 地熱綜合梯級利用流程圖
2.3.3增強型地熱系統
我國增強型地熱系統的研究剛剛起步,主要開展理論模擬方面的基礎研究,包括對深層地熱資源的評價方法和技術、流體流動換熱、流態控制以及熱采出量的研究,目的是評價我國深層地熱資源,直觀地描述深層地熱的空間分布和資源潛力,優選熱田以進行開發試驗。
3.1我國發展地熱能的戰略思考
我國地熱能的發展目前主要面臨著資金不足、關鍵技術瓶頸等問題,發展速度一直比較緩慢。現在地熱資源的開發與利用大多集中在地熱供暖、洗浴、養殖等,地熱發電、地熱制冷等技術幾十年來一直停滯不前。
要解決目前所面臨的問題,首先應加快地熱資源的勘探速度,讓投資者認識到地熱資源發展的巨大潛力,這樣才能得到更多的人力、物力投入和政策支持。其次,突破地熱供暖、地熱制冷、地熱發電等領域的技術瓶頸,改變技術落后的現狀,提高地熱資源的利用效率,讓地熱資源在國民經濟發展中發揮更大的作用。最后,把地熱資源的開發與利用向更深層次推進,積極發展深層地熱資源,建立增強型(EGS)地熱試驗基地,并積極向產業化發展邁進。
根據目前已探明的地熱資源儲備及區域分布特點來看,我國地熱資源的開發利用必須因地制宜,合理發展:在我國的西部、西南地區主要發展地熱發電,在華北、東北一帶發展地熱供暖,在東部及東南沿海地區發展地熱制冷,根據資源和區域特點發展地熱梯級綜合利用,同時大力推廣地源熱泵,提高地熱資源利用效率。
地熱能的發展也要充分考慮與其他產業的結合,讓各產業相互促進,共同發展。如地熱制冷、地熱供暖、地源熱泵等技術與房地產業的發展息息相關,它不僅能夠為新建房地產提供最優質的能源,而且能夠滿足現代社會節能減排的需求,為房地產的銷售和推廣起到積極的作用。其次,與地熱能利用相關的設備并非地熱能行業所特有,如熱泵、采暖設備、制冷機組等,在市場上具有相當廣泛的應用范圍,這些設備的進步能夠促進地熱能利用的發展,反之,地熱能利用水平的提高又能促進這些設備的研發,提高我國裝備制造業的水平。最后,我國大部分的地熱資源都屬于低品位能源,其技術和設備也將能應用于其他低品位能源,如工業余熱回收利用等,地熱能利用的水平也能影響我國余熱回收的質量,促進我國能源利用效率的大幅提升。
根據地熱能發展的戰略部署,可確定以下發展目標:“十三五”期間通過試點工程,以南方為主推廣地熱梯級利用,以北方為主推廣地源熱泵取暖系統,形成技術、產業、政策、融資配套的成熟的解決方案和運作模式,“十三五”后期開始實現商業化運行;“十三五”期間突破分布式地熱電站的關鍵技術和設備,到 2020 年前后,形成技術、產業、政策、融資配套等的成熟解決方案和運作模式,“十四五”期間能夠使我國的地熱電站裝機容量達到 13×104千瓦;在我國的一次能源結構中,2020 年地熱能開發利用量達到 5 000 萬噸標準煤,形成完善的地熱能開發利用技術及產業體系。
3.2地熱能技術發展路線圖
針對我國地熱的現實情況,地熱能發展規劃可從中低溫地熱發電技術、地源熱泵系統、高溫熱泵系統、地熱溴化鋰制冷技術及地熱防腐防垢技術 5 個方面考慮,圖 4 為地熱發展的技術路線圖。
3.3地熱能產業發展路線圖
根據技術路線圖得出地熱能產業的發展路線圖(圖5)。我國的地熱能產業發展按照以下步驟來走:2015年到2020年為第一階段,該階段主要對地熱能的基礎技術進行改進和論證;2020年到2030年為第二階段,在該階段推廣地熱能技術的實用化。

圖5 地熱能產業發展路線圖
3.4地熱能應用的商業模式探索
從客觀的角度來講,地熱資源相對于其他的新能源來說,具有不可比擬的優勢,具有更高的經濟價值。但是到目前為止,該項大有“錢”途的項目卻發展緩慢,特別是在地熱發電、地熱制冷和深層地熱資源的開發方面。原因在于人們還沒有充分意識到此舉背后巨大的經濟效益,沒有人愿意在該項目上進行大的投入,而從事與地熱利用相關的技術、科研人員卻不具備將其大量向市場推廣的經濟實力。從目前我國的發展模式來看,地熱發電主要依靠政府支持,然而力度卻非常有限。地熱供暖和地源熱泵技術主要依靠企業投入,但是企業是以盈利為目的,因此資金主要投在了易于開發且回報率比較高的地方,對于具有一定開發難度的資源一般都是不聞不問;同時企業的開發處于一種無序的狀態,造成了資源的極大浪費,從地熱資源開發利用的長遠利益來看意義不大。
因此,要將地熱能的開發利用推向市場,首先必須把與之相關的科研力量和經濟力量捆綁到一起,讓雙方充分認識到彼此在該項目所能發揮的關鍵作用,以及以后將能帶來的可觀的經濟效益,激發大家對地熱能項目投入巨大熱情。其次,需要政府引導、政策支持,盡快出臺采用補貼措施的相關文件,把補貼政策落到實處,以激發大家的開發熱情。再次,要積極引導大型國有企業(如中石油和中石化)的介入,它們有資金、有資源,而且在行業內還有號召力,能夠把人們吸引到地熱資源的開發與利用的行業中來,為整個地熱行業的發展注入新的活力。最后,積極鼓勵中小企業持續投入,鼓勵企業以 BOT 模式或 PPP 模式擴大融資規模,大力進軍地熱采暖、地源熱泵等行業。
4.1存在問題分析
2013 年國家能源局在河北雄縣召開全國地熱能利用工作會,此次會議后,能源局已經正式下發文件,開始組織編制各地 2015—2020 年的地熱能的開發利用規劃。同年四部委(國家能源局、財政部、國土資源部、住房和城鄉建設部)印發《關于促進地熱能開發利用的指導意見》(簡稱《指導意見》)。該意見為我國地熱能未來的發展指明了方向,也促使各地方政府部門為當地地熱能產業發展制定的相關政策陸續出臺,對我國地熱能事業的發展具有一定的推動作用。
但是,目前的政策只適用于宏觀調控,沒有出臺對地熱能行業發展具體的支持辦法,如《指導意見》中提到“對地熱發電商業化運行項目給予電價補貼政策”,但如何補貼、補貼多少一直未有政策細則,因此實施起來難度比較大。
4.2落實補貼政策,激發投資熱情
雖然政府一直倡導發展地熱能,也表示要在政策上傾斜,但一直沒有具體措施,使得投資商一直處于觀望狀態。只有真正將措施落到實處,如像太陽能發電、風能發電一樣,明確規定用地熱能發1度電補貼多少錢,或者制定有吸引力的上網電價,才能激發投資商的熱情,促進地熱能產業蓬勃發展。
4.3提高產業準入門檻,提升產品技術水平
我國的地源熱泵、地熱采暖、地熱制冷等行業的發展一直以企業為主導,由于地熱利用的設備制造和利用工程尚未形成嚴格的標準和規范,企業進入的門檻很低,使得地熱資源利用行業參差不齊,良莠不分,獲得市場機會的未必是擁有先進技術和制造能力的企業,不利于地熱資源利用水平的整體提升。因此,應提高產業準入門檻和產品技術水平,從政策上保證地熱資源的高效利用,提升行業活力。
4.4制定全鏈條產業發展規劃和配套政策,結束資源開發的無序狀態
地熱資源的開發與利用在我國已經歷了幾十年的發展,但是一直處于自由發展狀態,缺少長遠的發展規劃加以引導。可持續的地熱能利用必須追求資源的地理位置、氣候條件、熱能品質能夠和能量轉化技術相匹配,必須遵從熱量對口、梯級利用的基本原則,必須考慮保護當地的生態環境,如果沒有科學、全面的產業部署,無序低水平的利用長此以往必然后患無窮。建議政府組織制定合理的產業發展規劃和配套政策,引導制造商和開發商高效率、高回報、環境友好地開發利用地熱資源。
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9 朱守義. 地熱供暖優勢分析. 科技致富向導, 2011, (14): 184.
馬偉斌中科院廣州能源所地熱能工程中心主任,研究員,博士生導師。1983年畢業于浙江大學化學工程專業,獲學士學位。主要工作和成果:主要從事低溫余(廢)熱吸收式制冷和熱泵技術、太陽能和地熱能制冷空調技術及太陽能固體吸附制冰技術的研究和開發工作。研制成功“5 000 kcal/h 熱水型溴化鋰兩級吸收式制冷實驗樣機”,北京熱電總廠“350 kW 熱水型溴化鋰兩級吸收式制冷中試機組”、“70 kW 余熱熱水型溴化鋰兩級吸收式制冷”、國家“九五”重點攻關項目“100 kW 太陽能制冷空調及熱水示范系統”、中高溫地源熱泵系列產品等。獲得發明專利1項,實用新型專利 5 項。發表論文40 余篇,申請專利 10 余項,獲省部級獎勵 8 項。E-mail: mawb@ms.giec.ac.cn
M a W eibinDirector of Non-carbon Energy Research Center of Guangzhou Institute of Energy Conversion, Chinese Academ y of Sciences,Professor and Doctorial supervisor. He received B.S. degree in Chem ical engineering from Zhejiang University in 1983. His research areas include geothermal energy power technology, geothermal energy refrigeration, ground source heat pump, solar energy power technology,heating and refrigeration and building energy efficiency. His finished and on-going projects include National High-Tech Research and Development Program (863 Program), the M inistry of Science and Technology Key Project of Ninth Five-Year Plan, the M inistry of Science and Technology Key Project of Tenth Five-Year Plan, the M inistry of Science and Technology Specific Plan for Olym pics Construction Project,and so on. He has published papers more than 40 articles, holds more than 10 authorized patents, and has achieved 8 provincial and m inisterial level awards. E-mail: mawb@m s.giec.ac.cn
趙黛青女,中科院廣州能源所能源戰略研究中心主任,研究員,博士生導師,“百人計劃”入選者,973首席科學家。長期從事新能源與可再生能源發展戰略、低碳經濟與政策、可持續能源技術評價、先進燃燒技術等方面的應用基礎研究,科研項目主要包括:我國至2050能源科技發展路線圖,全球可再生能源科技發展態勢研究,可再生能源技術的的生命周期綜合評價,區域能源發展及碳減排情景分析,廣東省碳排放權交易機制研究與設計等。完成軟科學研究報告50余份,發表研究論文140余篇,主編/參編專著10部。E-mail: zhaodq@ms.giec.ac.cn
Zhao DaiqingFemale, Supervisor of doctorate candidates, is the director of the Energy Strategy Center of Guangzhou Institute of Energy Center,Chinese Academy of Sciences. She is chief scientist of Key Project of Chinese National Programs for Fundamental Research and Development Program (“973”Program) and was elected one of inductees of the 100 Talents Program of Chinese Academy of Sciences. She has been engaged in the researches of new energy and renewable energy development strategies, low-carbon economy and policies, technical evaluation of sustainable energy and the basic research of applying advanced combustion technologies. A number of related projects were completed under her guidance,such as Energy Science & Technology in China: A Roadmap to 2050, The Situation Research of Global Renewable Energy Technologies,Comprehensive Life-cycle Assessment of Renewable Energy Technologies, Assessment of Regional Energy Development and Emission Abatement Scenario Evaluation, Researching on the Carbon Emission Trading Scheme in Guangdong, and so on. Till now, Zhao Daiqing has published more than 60 social sciences reports, 100 journal papers, and supervised or participated in over 10 monographs. E-mail: zhaodq@ms.giec.ac.cn
Geothermal Energy Exp loitation, Utilization,and Its Development Trend in China
M a Weibin1,2Gong Yulie1,2Zhao Daiqing1,2Xu Qionghui1,2Qin Hanshi1,2Chen Yong1,2
(1Guangzhou Institute of Energy Conversion, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510640, China;2Key Laboratory of Renewable Energy, Chinese Academ y of Sciences, Guangzhou 510640, China)
Geothermal resources are very rich in China, which has great practical potential. Vigorous expansion of geothermal can ease the energy shortage, and largely solve the serious problem of air pollution caused by the massive use of fossil fuels. In China, geothermal development planning should be drawn up, according to distribution characteristics of geothermal resources and local social characteristics. In the west and southwest of China, geothermal power should be priorly developed. Because the grade of geothermal resources is relatively high in this area,density of population is small, the effect of geothermal power on human's life and production is little, electricity is easy to transport and it can ease the pressure on the national electricity demand to a certain extent. In the southeast coastal areas, temperature is high in summer, the hot weather lasts long, thus the energy consumption for refrigeration is quite large. If the rich geothermal resources can be used for refrigeration, the problem of power supply shortage can be greatly alleviated. In the northeast and north of China, the demand for heating is huge. Now coal is the main fuel, so air pollution is very serious, which affects seriously the quality of life of local people. As a kind of clean and high quality energy,geothermal energy can supply heat sustainably and stably, and it is the best alternative to northern heating energy. The ground source heat pum p can be developed in the area where geothermal resource grade is relatively low, which is the effective way of saving energy and reducing energy's consumption. The development of geothermal energy is of im portant strategic significance for China's econom ic and social development. But in fact, the quantity of government investment is lim ited, the development of geothermal heating and ground source heat pump depends on enterprises mainly. Profit is the only purpose of enterprises, so a lot of high-quality resources have been exploited preferentially because of high return from investment, and geothermal resources which are difficult to be exploited are generally ignored. Exploitation for geothermal resources by enterprises is in a state of disorder, which makes geothermal resources wasted tremendously. All of above are not benefit for long-term development of geothermal energy. M easures are necessary to be adopted for the development of geothermal energy. Firstly, researchers and investors should be banded together to realize important role of themselves and considerable economic benefit in the development of geothermal energy, and to be inspired of great enthusiasm on the exploiting geothermal resources. Secondly, government guidance and policy support are necessary, and enthusiasm w ill be greatly improved if regulation about subsidy measures of geothermal exploitation is launched. Thirdly, it is necessary to actively guide the large state-owned enterprises intervention, such as PetroChina and Sinopec. The funds, resources, and appeal in the industry of them can attract people to the exploitation and utilization of geothermal resource, which w ill inject new vitality into the geothermal industry. Finally,SMEs should be encouraged actively to invest the geothermal energy continually, and geothermal heating, ground source heat pump, and otherindustries should be developed vigorously by expanding the financing scale w ith BOT mode or PPP mode. At present, the policies on geothermal energy are applicable to the macro-control, and there is no detailed rule on the development of geothermal industry, so it is difficult to implement those policies. So follow ing suggestions are put forward. Firstly, subsidy policy on utilizing geothermal energy should be im plemented as soon as possible to stimulate people's investment enthusiasm. Secondly, the industrial access threshold should be elevated to improve the technology level of productions. Finally, industry development plan should be enacted to make the exploitation of geothermal resources ordered.
geothermal energy, exploitation and utilization, present situation, development
10.16418/j.issn.1000-3045.2016.02.006
*資助項目:中科院學部咨詢項目“大力發展分布式可再生能源應用和智能微網”**通訊作者
修改稿收到日期:2016年1月18日