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专家:核心技术缺乏优势,地热需跨大步创新发展

专家:核心技术缺乏优势,地热需跨大步创新发展

  • 分类:新闻中心
  • 作者:
  • 来源:地热加
  • 发布时间:2022-06-17
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【概要描述】

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“地热作为五大非碳基能源之一,在‘双碳’行动中起到不可替代的作用。目前,地热开发迎来一个蓬勃发展的大好时机,尤其是中深层地热,资源开发潜力巨大。”中国科学院院士、中国地热产业工作委名誉理事长汪集暘在前不久召开的2022年第四届地热开发百人论坛暨中深层地热能技术应用线上研讨会上如是说。

汪集暘表示,很多人热衷于开发深层的干热岩,它虽然数量大却取不出来,可望而不可即。与之形成对比的是,值得投入更多精力的中深层地热却被忽略了。在他看来,地热取热不取水、地热回灌、地热高效空气钻井等技术,还存在亟需突破的瓶颈。

中国地质大学(北京)教授郑秀华在报告中指出,干热岩是地热能的未来,开发EGS的关键技术是钻井工程和热储改造,从经济角度讲,尚未成熟支撑干热岩产业化开发。“尽管大多EGS热储温度已经达到高温水热地热系统的温度,但由于生产井井口温度和流量不够导致的产能低,致使EGS不能达到商业发电水平。”郑秀华说。

“中国地热跟随世界走到今天,虽然我国地热能直接利用连续多年位居世界首位,但关键核心技术还不是我们。”中国地热产业工作委专家委员会主任郑克棪说,干热岩增强地热系统世界上1MW、3MW、5MW的发电机组运行10余年了,我国200kW机组转了一会儿,就自称“能源革命标杆样板”、“首次试验性发电实现”、“突破性进展”,与世界相比我们的试验还差得太远。

郑克棪表示,中国地热直接利用已占世界40%,而我国地热专业人才非常匮乏,缺少大学的地热专业。“近年来各地成立了诸多地热研究所、干热岩研究中心等,但我们的技术掌门人呢?特别是对于世界前瞻性的干热岩研究,世界上还没有可复制的成熟技术,我们靠什么能撑起这个‘摊子’?”

“中国地热直接利用登上世界第一,都已经20多年了。我们现在已到技术革新、技术创新的时候了,今天不能仍躺在20年前的水平上‘吃老本’,一定要有发展眼光,要创新才能发展。”郑克棪呼吁,今年美国能源部地热技术办公室发布了《地热发展规划(2022-2026)》,要扩大利益相关者的教育和外展服务以改善对地热能和先进地热技术的理解,“我们也丝毫不能放松”。

国家能源局、科学技术部近日印发《“十四五”能源领域科技创新规划》,在地热能开发与利用技术方面,给出了具体路径。例如,突破高温钻井装备仪器瓶颈,支撑水/干热型地热能资源开发;攻关中低温地热发电关键技术;因地制宜推广集地热能发电、供热(冷)、热泵于一体的地热综合梯级利用技术等。国家发展改革委、国家能源局等九部门近日联合印发的《“十四五”可再生能源发展规划》明确提出,探索新型管理技术和市场运营模式,鼓励采取地热区块整体开发方式,推广“地热能+”多能互补的供暖形式。加强中深层地热能制冷研究,积极探索东南沿海中深层地热能制冷技术应用。在东中部等中低温地热资源富集地区,因地制宜推进中低温地热能发电。

虽然新能源发展之初需依靠政策支持给予帮助,但经济可行性仍然是不能忽略的。郑克棪举例说,地热的井下换热技术国外研究了数十年,尽管高温井下换热的效率比低温换热更强,但几十年来仍未成为成熟技术推广应用,做不到经济可行性就不会有前途。“我们不能等待,我们也需要更多的投入试验,依靠新技术抢占未来的制高点。”

郑克棪认为,基于地热又跨出地热是行业未来发展的方向之一。他介绍,地下储能可以作为关键技术,有巨大的发展前景和能力。世界上高温地热田也在考虑试验利用地下巨大的热储空间潜力做储能研究,国内也有提出此类建议的,一些单位已做了预可行性方案,但具体的试验研究基本尚未开始,这需要政策和资金支持。

面向建筑领域碳中和目标,将中深层地源热泵系统与大规模蓄热系统以及其他可再生能源系统耦合运行是未来研究的工作。中国建筑科学研究院环能院热泵与蓄能研究中心副主任李骥说,“发展多能互补系统,采用热泵系统与蓄能、热电联产以及太阳能光伏等不同能源系统的协同配合形式,提升能源系统的综合利用效率,缓解能源供需矛盾,构成丰富的清洁、低碳供能结构体系。”

李骥在报告中提出了我国中深层地热供热技术需要关注的几个问题:中深层地热井连续运行、间断运行模式研究;建立更准确的中深层地埋管换热器与中深层岩土耦合换热模型;确定多因素影响下的最佳设计及运行参数。以提升清洁能源消纳率、推动热泵系统实现城市电网调峰的健康和规范发展为主要目标,探究热泵系统与电网耦合协同技术路径。

“技术发展要依靠遵循科学规律,科学厘定核心关键技术才是走上正轨,我们要认清什么是关键核心技术,目标明确才能少走弯路。”郑克棪说。

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