□張鳳東

地?zé)崮苁且环N高效清潔的可再生能源，具有分布廣泛、穩(wěn)定可靠、可再生循環(huán)利用等特點(diǎn)，而且資源量巨大，全球可利用的地?zé)豳Y源折合標(biāo)準(zhǔn)煤近5000萬億噸，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。

我國是地?zé)豳Y源大國，地?zé)豳Y源十分豐富且分布廣泛，直接利用規(guī)模連續(xù)多年居世界首位。“十三五”期間，在政策引導(dǎo)和市場需求推動(dòng)下，我國地?zé)豳Y源開發(fā)利用得到快速發(fā)展；“十四五”期間，地?zé)崮艿倪M(jìn)一步規(guī)模化推廣利用，將助力我國綠色低碳發(fā)展和“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。隨著我國新能源戰(zhàn)略的實(shí)施，面對能源變革對傳統(tǒng)油氣行業(yè)的挑戰(zhàn)，石油企業(yè)利用自身優(yōu)勢加快地?zé)豳Y源的開發(fā)利用勢在必行。

地?zé)豳Y源已有廣泛的應(yīng)用

當(dāng)前，在世界范圍內(nèi)，地?zé)豳Y源已被廣泛應(yīng)用，主要有直接利用和地?zé)岚l(fā)電兩種方式。

地?zé)嶂苯永弥饕诠嶂评?、康養(yǎng)醫(yī)療、工農(nóng)業(yè)應(yīng)用等領(lǐng)域。其中，地源熱泵是全球地?zé)嶂苯永米钪饕姆绞?。地源熱泵供熱制冷，主要?yīng)用在北美、北歐和中國，2020年，地?zé)崮芾昧空急燃s為58.8%；溫泉康養(yǎng)方面，地?zé)崮芾昧空急燃s為18%；空間供暖利用約占16%，主要在中國、冰島、土耳其、法國、德國等。此外，溫室供暖利用量約占3.5%，工業(yè)應(yīng)用約占1.6%，水產(chǎn)養(yǎng)殖池塘供暖約占1.3%，農(nóng)業(yè)干燥占0.4%，融雪和冷卻占0.2%，其他方面約占0.2%。

截至2020年，全球地?zé)嶂苯永谜酆涎b機(jī)容量為1.08億千瓦，較2015年增長52%，地?zé)崮芾昧繛?02太焦/年（約合2836億千瓦時(shí)/年），較2015年增長72.3%。地?zé)嶂苯永醚b機(jī)容量世界排名前五的國家分別為：中國、美國、瑞典、德國、土耳其；地?zé)崮芾昧渴澜缗琶拔宓膰曳謩e為：中國、美國、瑞典、土耳其、日本。國際能源署預(yù)測，到2035年、2040年，全球地?zé)嶂苯永醚b機(jī)容量將分別達(dá)到500吉瓦和650吉瓦。

在工業(yè)上，地?zé)豳Y源除用于工藝供熱和制冷、烘干和蒸餾外，還可用于采礦和原材料處理中的加溫和除冰等，在紡織、印染、鍋爐、烘干、造紙、食品加工、皮革及木材加工等方面都有廣泛的用途。在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用范圍更為廣闊，如利用溫度適宜的地?zé)崴喔绒r(nóng)田，可促使農(nóng)作物早熟增產(chǎn)；利用地?zé)崴B(yǎng)魚，在28攝氏度水溫下可加速魚的育肥，提高魚的出產(chǎn)率；可建造溫室進(jìn)行育秧、種菜和養(yǎng)花；給沼氣池加溫，提高沼氣的產(chǎn)量等。

在康養(yǎng)醫(yī)療、旅游等領(lǐng)域，地?zé)岬膽?yīng)用具有很高的附加值。由于地?zé)崴∽缘叵?，除溫度較高外，常含有一些化學(xué)元素，具有一定的醫(yī)療效果，如含碳酸的礦泉水供飲用可調(diào)節(jié)平衡人體酸堿度，氫泉、硫水氫泉洗浴可治療神經(jīng)衰弱和關(guān)節(jié)炎、皮膚病等。由于溫泉的醫(yī)療作用及伴隨溫泉出現(xiàn)的特殊的地質(zhì)、地貌條件，吸引了大批療養(yǎng)者和旅游者。因此，充分發(fā)揮地?zé)岬目叼B(yǎng)醫(yī)療、旅游等作用，也具有光明的發(fā)展前景。

地?zé)岚l(fā)電也是地?zé)崮芾玫闹匾绞?，具有熱能利用率高、環(huán)境影響小、發(fā)電成本低等優(yōu)勢。與其他可再生能源發(fā)電技術(shù)相比，地?zé)岚l(fā)電機(jī)組還有運(yùn)行時(shí)率高的特點(diǎn)，據(jù)世界能源理事會(huì)統(tǒng)計(jì)，地?zé)岚l(fā)電的利用系數(shù)在0.72~0.97，遠(yuǎn)高于其他形式的利用系數(shù)，而且不受天氣條件影響，安全穩(wěn)定、可靠性強(qiáng)。

近年來，全球地?zé)岚l(fā)電市場不斷增長，據(jù)國際能源署（IEA）數(shù)據(jù)，2019年全球地?zé)岚l(fā)電量達(dá)到91.8太瓦時(shí)。2015～2020年間，全球地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)增長約27%，其中土耳其、印度尼西亞、肯尼亞地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)增長居于前列，其新增地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)分別為1074兆瓦、998兆瓦、599兆瓦。在此期間，比利時(shí)、智利、克羅地亞、洪都拉斯和匈牙利相繼開始利用地?zé)岚l(fā)電。

截至2020年底，全球地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)達(dá)到15608兆瓦。其中，美國地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)3714兆瓦，居世界首位，其次是印度尼西亞、菲律賓和土耳其。地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)排名前10的國家占全球地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)總量的90%以上。目前，許多國家正在加快進(jìn)入地?zé)崾袌?，特別是歐洲國家，德國已擁有37座地?zé)岚l(fā)電設(shè)施，并計(jì)劃在未來數(shù)年里新增16座地?zé)岚l(fā)電及供熱設(shè)施。

根據(jù)將全球溫升控制在2攝氏度以內(nèi)的發(fā)展目標(biāo)，到2040年，全球地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)容量將增至82吉瓦，地?zé)岚l(fā)電量將增至553太瓦時(shí)，分別是當(dāng)前水平的5倍以上。

地?zé)岚l(fā)電的優(yōu)勢

油氣公司將是地?zé)嵝袠I(yè)的重要參與者

大型油氣公司擁有豐富的規(guī)模運(yùn)營和項(xiàng)目管理方面的經(jīng)驗(yàn)，利用已有的技術(shù)手段對地?zé)豳Y源產(chǎn)業(yè)鏈跨界參與，不僅可使?fàn)I收來源多樣化，而且提供了十分有利的綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展機(jī)遇。這些都決定了油氣公司將是地?zé)嵝袠I(yè)的重要參與者。

首先，政策與資金支持是地?zé)峥焖侔l(fā)展的必要條件。地?zé)豳Y源量巨大而且優(yōu)勢明顯，但目前開發(fā)利用程度仍然很低，要趕上并超過太陽能、風(fēng)電等可再生能源的利用，需要政策和資金的支持。地?zé)衢_發(fā)需要地?zé)豳Y源量的勘查與評價(jià)，地質(zhì)勘查、鉆探都需要很大的資金投入。

其次，人才隊(duì)伍建設(shè)和技術(shù)創(chuàng)新是快速發(fā)展的關(guān)鍵因素。地?zé)崮荛_發(fā)利用是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及多學(xué)科、多領(lǐng)域、多行業(yè)，包括資源勘查與評價(jià)、鉆完井、儲(chǔ)層壓裂改造、尾水回灌、梯級利用、換熱和保溫、防腐防垢、熱泵和發(fā)電、地面工程、運(yùn)行管理等技術(shù)。雖然最近幾十年間地?zé)崮荛_發(fā)利用技術(shù)取得顯著進(jìn)展，但在干熱巖資源開發(fā)、增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)應(yīng)用等方面還存在大量技術(shù)問題未得到有效解決，從天然裂縫不足、孔隙度和滲透率都很低的深部巖層中獲取地?zé)崮艿募夹g(shù)存在瓶頸，人才隊(duì)伍建設(shè)、技術(shù)創(chuàng)新和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)是解決地?zé)豳Y源有效開發(fā)利用難題的關(guān)鍵因素。

最后，地?zé)衢_發(fā)中的生態(tài)問題和地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)被重點(diǎn)關(guān)注。從能源轉(zhuǎn)型的角度看，地?zé)崮軜O具前景，尤其在行業(yè)發(fā)展整體上升情況下，外界更多關(guān)注地?zé)崮荛_發(fā)對減少碳排放的貢獻(xiàn)。事實(shí)上，大規(guī)模開發(fā)地?zé)豳Y源的生態(tài)環(huán)境問題不可忽視。如何規(guī)避、降低地?zé)犴?xiàng)目可能出現(xiàn)的地質(zhì)、生態(tài)破壞等問題，是地?zé)豳Y源開發(fā)過程中必須重視的風(fēng)險(xiǎn)。因此，在地?zé)豳Y源開發(fā)過程中，還需要逐步建立起完善的監(jiān)管體系。有利的政策支持、雄厚的資金投入、人才隊(duì)伍建設(shè)和技術(shù)創(chuàng)新加上科學(xué)的監(jiān)管體系，將促使地?zé)岬拈_發(fā)利用步入快車道，地?zé)豳Y源的產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)也必將迎來諸多利好。

全球地?zé)岚l(fā)電增長預(yù)期

我國地?zé)岙a(chǎn)業(yè)發(fā)展挑戰(zhàn)及對策

2006年，我國頒布并實(shí)施《可再生能源法》，首次強(qiáng)調(diào)優(yōu)先推動(dòng)地?zé)崮艿陌l(fā)展。之后，我國從應(yīng)對氣候變化、可再生能源發(fā)展、建筑節(jié)能、地源熱泵系統(tǒng)推廣應(yīng)用等方面頒布了相應(yīng)的政策法規(guī)及條例，直接或間接地推動(dòng)了地?zé)岙a(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

2021年9月，國家能源局、國家發(fā)展改革委、財(cái)政部、自然資源部、生態(tài)環(huán)境部、住建部、水利部、國家統(tǒng)計(jì)局八部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)地?zé)崮荛_發(fā)利用的若干意見（征求意見稿）》，提出到2025年，各地基本建立起完善規(guī)范的地?zé)崮荛_發(fā)利用管理流程，全國地?zé)崮荛_發(fā)利用信息統(tǒng)計(jì)和監(jiān)測體系基本完善，地?zé)崮芄┡ㄖ评洌┟娣e比2020年增加50%，在資源條件好的地區(qū)建設(shè)一批地?zé)崮馨l(fā)電示范項(xiàng)目；到2035年，地?zé)崮芄┡ㄖ评洌┟娣e比2025年翻一番。

在國家政策的積極引導(dǎo)和帶動(dòng)下，地方省市也相繼頒布了一系列地方性政策法規(guī)，以推進(jìn)建筑節(jié)能和促進(jìn)地源熱泵的發(fā)展為主，對地?zé)岙a(chǎn)業(yè)發(fā)展起到了積極推動(dòng)作用。

同時(shí)，地?zé)崮荛_發(fā)利用技術(shù)是一門涉及多學(xué)科、多領(lǐng)域、多行業(yè)的綜合性技術(shù)，包括資源勘查與評價(jià)、鉆完井、儲(chǔ)層壓裂改造、尾水回灌等技術(shù)。國際上，在地?zé)峥辈榕c評價(jià)技術(shù)方面，重磁電震地?zé)豳Y源勘查和地?zé)豳Y源綜合評價(jià)技術(shù)已較為成熟；在地?zé)衢_發(fā)與利用技術(shù)方面，熱泵技術(shù)、高溫地?zé)岚l(fā)電技術(shù)已成規(guī)?；瘧?yīng)用，地?zé)衢_發(fā)模擬技術(shù)、地?zé)衢_發(fā)監(jiān)測技術(shù)、中低溫地?zé)岚l(fā)電技術(shù)也較為成熟；在工程技術(shù)方面，地?zé)峒敿夹g(shù)、水質(zhì)處理技術(shù)、汽水分離技術(shù)、防腐防垢技術(shù)、智能管控技術(shù)均已達(dá)到商業(yè)應(yīng)用水平。我國的直接利用技術(shù)水平與國外相當(dāng)，但地?zé)岚l(fā)電成套技術(shù)相對落后。

當(dāng)前，我國地?zé)豳Y源利用量僅占全國能源消耗總量的0.6%，開發(fā)利用主要存在3個(gè)方面問題。

一是地?zé)崮苜Y源開發(fā)評價(jià)技術(shù)滯后。在淺層地?zé)豳Y源開發(fā)利用方面，地埋管還需要進(jìn)行土壤源熱響應(yīng)試驗(yàn)精確性、有效隔熱（熱短路/熱貫通）、換熱充分性及冷熱均衡等技術(shù)攻關(guān)，以提高淺層地?zé)豳Y源的利用效率。對于水熱型地?zé)豳Y源的開發(fā)利用，目前存在回灌工藝、回灌對熱儲(chǔ)層的影響、采灌井距、采灌平衡條件及回灌過程中管道堵塞、結(jié)垢等技術(shù)問題有待解決。熱儲(chǔ)法等地?zé)豳Y源評價(jià)技術(shù)精度偏低，有待完善。

二是相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員不足。地?zé)崮艿拈_發(fā)利用需要對地下資源進(jìn)行有效開發(fā)和地上有效利用才能保證開發(fā)效益，這需要專業(yè)的地?zé)衢_發(fā)人才隊(duì)伍。目前，地?zé)衢_發(fā)人才大多來自石油、煤炭等能源領(lǐng)域，遠(yuǎn)不能滿足地?zé)岽蟀l(fā)展的需求。

三是地?zé)豳Y源量及分布情況不清。地?zé)崮軡摿Υ?、發(fā)展前景光明，但是地質(zhì)構(gòu)造差異很大。目前對地?zé)崮苜Y源勘查的投入不足，現(xiàn)有的地?zé)豳Y源分布數(shù)據(jù)很不充分，對現(xiàn)有的地?zé)豳Y源分布狀況的認(rèn)識(shí)不足以指導(dǎo)地?zé)豳Y源的勘探開發(fā)。當(dāng)前，我國地?zé)豳Y源還未進(jìn)行全面系統(tǒng)勘察，無法精細(xì)評價(jià)地?zé)豳Y源的分布，制約地?zé)岙a(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展。

因此，應(yīng)重點(diǎn)推進(jìn)技術(shù)研究，解決地?zé)崮苜Y源開發(fā)利用中的主要技術(shù)問題；多部門多學(xué)科協(xié)調(diào)配合，培養(yǎng)高素質(zhì)的專業(yè)技術(shù)人才；開展全國地?zé)豳Y源精細(xì)評價(jià)，摸清中國地?zé)豳Y源量及資源有利區(qū)的分布；給予地?zé)衢_發(fā)利用項(xiàng)目更多的政策扶持。

此外，在地?zé)崮荛_發(fā)利用過程中，還要完善開發(fā)利用技術(shù)規(guī)范，加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)，防止由于采用化學(xué)試劑提取熱能導(dǎo)致地下飲用水污染、未采取回灌措施導(dǎo)致地下水失衡及地質(zhì)災(zāi)害等現(xiàn)象，促進(jìn)熱能利用的可持續(xù)發(fā)展。

（作者單位：中國石化石油勘探開發(fā)研究院戰(zhàn)略規(guī)劃研究所）

鏈接

地?zé)峁┡啾葌鹘y(tǒng)供暖方式具有哪些優(yōu)勢？

■ 環(huán)保效益明顯：

地?zé)崮茉诶眠^程中，不會(huì)產(chǎn)生污染物排放，減少了對環(huán)境的污染，相比燃煤供暖方式，可顯著降低二氧化碳和其他溫室氣體的排放。地?zé)崮苁强稍偕茉?，可減少對化石能源資源的依賴。

■ 能源利用效率高：

地?zé)峁┡玫叵碌姆€(wěn)定溫度進(jìn)行換熱，能源利用效率較高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，地?zé)峁┡哪茉蠢眯始s為90%，相比傳統(tǒng)的鍋爐供暖提高30個(gè)百分點(diǎn)以上。這不僅有助于節(jié)約能源，而且能降低供暖成本。

■ 經(jīng)濟(jì)可行性強(qiáng)：

地?zé)崮軆r(jià)格相對穩(wěn)定且可控，避免了受能源市場波動(dòng)的影響，降低了用戶的能源支出。同時(shí)，地?zé)峁┡倪\(yùn)行和維護(hù)成本相對較低，減少了后期的費(fèi)用支出。

■ 穩(wěn)定性和可持續(xù)性強(qiáng)：

地?zé)峁┡O(shè)備通常具有較長的使用壽命和較低的故障率。由于地?zé)豳Y源的穩(wěn)定性和可持續(xù)性，地?zé)峁┡O(shè)備相對于傳統(tǒng)的供暖設(shè)備來說更加穩(wěn)定可靠。

■ 舒適性優(yōu)越：

地?zé)峁┡到y(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)恒溫供暖，室內(nèi)溫度穩(wěn)定舒適。通過地?zé)彷椛錈岬奶匦?，室?nèi)溫度均勻分布，避免了傳統(tǒng)供暖方式的冷熱不均問題，提供了更舒適的居住和工作環(huán)境。

■ 多功能利用：

地?zé)崮懿粌H可以用于供暖，還可以用于熱水供應(yīng)、空調(diào)制冷等。通過合理的設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)地?zé)峁┡到y(tǒng)與其他能源設(shè)備的集成，提供多功能的熱能供應(yīng)解決方案。

我國發(fā)展地?zé)峁┡心男﹥?yōu)勢？

■ 地?zé)豳Y源豐富：

我國是一個(gè)地?zé)豳Y源豐富的國家，地?zé)豳Y源廣泛分布于全國各地。尤其是幾大火山帶地區(qū)和大部分地質(zhì)熱區(qū)，具有豐富的地?zé)豳Y源。

■ 適用范圍廣：

我國地?zé)峁┡m用范圍廣。尤其在寒冷的北方地區(qū)和高海拔地區(qū)，地?zé)峁┡哂忻黠@的優(yōu)勢。此外，地?zé)峁┡€適用于從個(gè)人住宅到商業(yè)和公共設(shè)施的各種規(guī)模的建筑。

■ 地?zé)衢_發(fā)基礎(chǔ)好：

我國北方地區(qū)多地已建立了一定規(guī)模的地?zé)峁┡到y(tǒng)，這些項(xiàng)目在技術(shù)和管理方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，為地?zé)峁┡耐茝V和應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

■ 支持力度大：

當(dāng)前，我國在地?zé)豳Y源勘查、開發(fā)利用、熱泵技術(shù)等方面取得了多項(xiàng)研究成果。同時(shí)，政府也出臺(tái)了一系列的政策和規(guī)劃，支持和推動(dòng)地?zé)峁┡陌l(fā)展和應(yīng)用。

如何實(shí)現(xiàn)地?zé)峁┡谖覈慕】蛋l(fā)展？

實(shí)現(xiàn)地?zé)崮艿目茖W(xué)合理、經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)開發(fā)利用是一個(gè)復(fù)雜而重要的任務(wù)。實(shí)現(xiàn)地?zé)峁┡目茖W(xué)發(fā)展，需要進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，準(zhǔn)確評估地?zé)豳Y源的潛力和可采儲(chǔ)量；進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評估和成本效益分析，確保項(xiàng)目的投資回報(bào)和經(jīng)濟(jì)可行性；遵循可持續(xù)發(fā)展原則，保護(hù)地下水資源和生態(tài)環(huán)境，這些是我國地?zé)豳Y源開發(fā)利用的關(guān)鍵。通過科學(xué)規(guī)劃、經(jīng)濟(jì)評估、可持續(xù)發(fā)展和政策支持，可以實(shí)現(xiàn)地?zé)峁┡谖覈慕】蛋l(fā)展，提供舒適、高效、環(huán)保的供暖服務(wù)。(趙 華 提供)