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地?zé)崮堋皾q潮”,中國如何“趕海”?

   2023-08-15 中化新網(wǎng)

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核心提示:近年來,地?zé)岙a(chǎn)業(yè)迎來快速發(fā)展的機遇期。貝哲斯咨詢發(fā)布的一份最新報告顯示:2022年全球地?zé)崮苁袌鲆?guī)模達37

近年來,地?zé)岙a(chǎn)業(yè)迎來快速發(fā)展的機遇期。貝哲斯咨詢發(fā)布的一份最新報告顯示:2022年全球地?zé)崮苁袌鲆?guī)模達372.67億元;預(yù)計到2028年,全球地?zé)崮苁袌鲆?guī)模將達到533.6億元。

中國擁有世界六分之一的地?zé)豳Y源儲量,但比起發(fā)展迅猛的風(fēng)電、光伏產(chǎn)業(yè),我國地?zé)崮墚a(chǎn)業(yè)發(fā)展相對緩慢。面對世界地?zé)崮苁袌霾粩嗌郎兀覈責(zé)崮墚a(chǎn)業(yè)如何“趕海”?筆者跟隨“媒體走進中國地?zé)帷辈稍L團,前往雄安、西安、大理、騰沖等地?zé)豳Y源豐富的城市尋找答案。

中低溫地?zé)嶂苯永?確保安全是重點

據(jù)香港中文大學(xué)(深圳)城市地下空間及能源研究院院長、地?zé)崮芸茖W(xué)技術(shù)(大理)研究院院長張大偉介紹,我國中低溫地?zé)豳Y源直接利用量連續(xù)多年居世界首位。其中,北方地區(qū)中深層地?zé)崮芄崦娣e累計為2.82億平方米;溫泉游泳開發(fā)利用地?zé)崮苎b機容量為5.7吉瓦;溫室大棚種植裝機容量為346兆瓦;水產(chǎn)養(yǎng)殖開發(fā)利用地?zé)崮苎b機容量為482兆瓦。

但隨著中低溫地?zé)崮艿拇笠?guī)模開發(fā)利用,其對環(huán)境的影響也接踵而來。大量開采地下熱水會造成熱儲層壓力下降,在地下形成孔隙,并導(dǎo)致地層下沉。一旦這種下沉超過了地質(zhì)條件和結(jié)構(gòu)所能承受的強度,就可能引發(fā)地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害。此外,由于地?zé)衢_采要向幾百到幾千米深度的地層打井,也容易導(dǎo)致水化學(xué)污染和熱污染等問題。

“早期地?zé)衢_發(fā)引起了地下水位下降、熱污染等問題,但在2014年以后,國家加強了對地?zé)衢_發(fā)的監(jiān)管。”中國石化新星石油公司首席專家劉金俠說,“當前我們主要是通過同層回灌技術(shù)來保證地層壓力,同時也讓水熱型地?zé)豳Y源能夠持續(xù)利用。”

中石化綠源地?zé)崮?陜西)開發(fā)有限公司副總經(jīng)理張獻喻表示,目前該公司在陜西省建設(shè)的迎賓路地?zé)嵴疽褜崿F(xiàn)兩口生產(chǎn)井的100%回灌,并且利用“取熱不取水”的間接換熱技術(shù),避免地?zé)嵛菜苯优欧旁斐森h(huán)境污染。

“回灌之前,我們還會對地?zé)嵛菜M行處理,通過初級過濾和精效過濾,濾除水中的大顆粒雜質(zhì)和化學(xué)沉淀物,在水質(zhì)達標后再進行回灌,避免回灌井堵塞,也避免對地下水造成影響。”張獻喻說。此外,回灌井與生產(chǎn)井的布局也需根據(jù)地質(zhì)條件和水文條件進行測算,選擇合適的地層。兩口井離得太遠,地層阻力過大,回灌速度緩慢,會給地面換熱站造成壓力;離得太近,易造成熱突破,導(dǎo)致井底溫度過低,從而影響生產(chǎn)井。

據(jù)介紹,中國石化綠源地?zé)崮荛_發(fā)有限公司還采用數(shù)字化技術(shù),建設(shè)了全國首個地?zé)峁┡?guī)模化智能遠程監(jiān)控平臺——中石化綠源智能調(diào)控指揮平臺,實現(xiàn)對聯(lián)網(wǎng)地?zé)嵴緮?shù)據(jù)的長期動態(tài)監(jiān)測和智慧調(diào)度,遠程保障地?zé)嵯到y(tǒng)采灌均衡,實現(xiàn)長期安全運行。

高溫地?zé)岚l(fā)電 還需政策“撐腰”

截至2020年,國內(nèi)在運行的地?zé)犭娬居?座,分別為西藏的羊八井和羊易井兩座地?zé)犭娬荆b機容量分別為26.18兆瓦和16兆瓦;四川康定地?zé)犭娬狙b機容量0.28兆瓦;云南瑞麗地?zé)犭娬狙b機容量1.6兆瓦;廣東的豐順鄧屋地?zé)犭娬狙b機容量0.3兆瓦;河北獻縣地?zé)犭娬狙b機容量0.2兆瓦。這6座地?zé)岚l(fā)電站合計裝機量僅為44.56兆瓦,遠未達到“十三五”規(guī)劃提出的新增地?zé)嵫b機容量500兆瓦目標。

為何潛力巨大的地?zé)岚l(fā)電行業(yè)近年來發(fā)展滯緩?業(yè)內(nèi)人士表示,經(jīng)濟性問題是主要制約因素之一。

“舉個例子,羊八井地?zé)岚l(fā)電項目含稅上網(wǎng)電價為0.9元/千瓦時,已納入全國可再生能源電價附加分攤,目前看來經(jīng)濟效益較好。而一直未獲得電價補貼的羊易地?zé)犭娬镜碾娋W(wǎng)結(jié)算電價僅為0.25元/千瓦時,虧損嚴重,甚至一度面臨關(guān)停困境。”曾參與西藏兩家地?zé)犭娬窘ㄔO(shè)的西藏地?zé)岙a(chǎn)業(yè)協(xié)會會長王善民坦言, 國內(nèi)地?zé)岚l(fā)電裝機規(guī)模至少要達到200兆瓦,才能實現(xiàn)規(guī)模化,做到與燃煤火電標桿電價持平,實現(xiàn)平價上網(wǎng)。因此,地?zé)岚l(fā)電站在運行前期,和風(fēng)電、光伏一樣需要電價補貼,以撐過規(guī)模化運行之前的“苦日子”。

南京天加能源科技有限公司執(zhí)行總裁鄧壯表示,高溫地?zé)豳Y源的地理錯配也是地?zé)岚l(fā)電產(chǎn)業(yè)滯緩的原因之一。我國的高溫水熱型資源主要分布在滇西、藏南等地,地?zé)豳Y源分布與電力消納需求不匹配,地?zé)犭娬镜慕ㄔO(shè)、運營、電力輸送成本始終居高不下。同時,地?zé)豳Y源屬于礦產(chǎn)資源,地?zé)犭娬鹃_發(fā)建設(shè)需獲取探礦權(quán)、采礦權(quán),而采礦權(quán)非常難以獲得。有些地?zé)犭娬緝H有探礦權(quán),沒有采礦權(quán)。例如2018年已經(jīng)并網(wǎng)發(fā)電的某家地?zé)犭姀S,雖然已完成礦權(quán)價款處置,但至今沒有取得地?zé)岵傻V權(quán)。

鄧壯建議,相關(guān)部門應(yīng)出臺措施解決礦權(quán)問題,保障地?zé)犭娬就顿Y方項目開發(fā)、運營的合法性。同時,對符合清潔高效技術(shù)標準的地?zé)犴椖浚蓽p免地?zé)豳Y源稅,以吸引更多開發(fā)企業(yè)投資相關(guān)產(chǎn)業(yè)。

張大偉則認為,除加強相關(guān)政策保障,確保企業(yè)“輕裝上陣”外,要推動地?zé)岚l(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展,還要加大對資源勘探的支持,加強對地?zé)豳Y源分布及應(yīng)用的認識。同時,也要做好對應(yīng)技術(shù)攻關(guān),在理論、關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面實現(xiàn)突破,加快制定中深層地?zé)崮芗夹g(shù)標準和規(guī)范,并在大理等資源條件好的地方建立一批地?zé)岚l(fā)電先導(dǎo)示范區(qū)。

“目前籌劃中的地?zé)岚l(fā)電項目一旦有合理的電價補貼、政府引導(dǎo)和企業(yè)參與,就能很快建起來,并實現(xiàn)上規(guī)模、成產(chǎn)業(yè)。我希望在不久的將來,地?zé)嵋蚕窆夥惋L(fēng)能一樣,形成一個完整體系,形成產(chǎn)業(yè)鏈。這需要大家共同努力。”中國工程院院士何繼善說。

地?zé)崤涮桩a(chǎn)業(yè) 有待商業(yè)化規(guī)模化

地?zé)崮芘c太陽能、風(fēng)能相比的一大優(yōu)勢,在于可根據(jù)不同溫度層次,進行分層梯級利用。高溫資源進行地?zé)岚l(fā)電后,帶有中溫的余水還可進行地?zé)峁┡┡蟮挠嗨?jīng)處理后還可用于康養(yǎng)等用途,每個階段的溫度都可得到充分利用。因此,地?zé)崮苜Y源的規(guī)模化開發(fā)利用,也會催生特色農(nóng)業(yè)、特色旅游等一系列配套產(chǎn)業(yè)。

在“媒體走進中國地?zé)帷毙侣勍鈺希罄碇菽茉淳志珠L彭建華表示,大理將把彌渡縣小河淌水片區(qū)作為首個試點。該試點是以20兆瓦裝機發(fā)電為主的梯級綜合利用開發(fā),項目投資約10億元,其中6億元用于發(fā)電項目,4億元投入綜合利用項目。

“如果用地?zé)崮芴娲烊粴猓镜哪茉聪M成本可下降三分之一。”大理春沐源農(nóng)業(yè)科技公司負責(zé)人曲健對小河淌水片區(qū)的地?zé)崽菁夐_發(fā)利用表示期待。據(jù)他介紹,該公司的溫室大棚為了維持溫度穩(wěn)定,每年大約要消耗天然氣100萬立方米,能源消費成本超過500萬元。

“我們溫室對面就是地?zé)衢_發(fā)區(qū),實現(xiàn)規(guī)模梯級開發(fā)后90攝氏度的尾水可直接用于溫室循環(huán)供熱,能夠完全替代現(xiàn)有的天然氣鍋爐,同時年可節(jié)約能源成本150萬~200萬元。”曲健說。

此外,由于水熱型地?zé)崮苤饕揽康叵滤畬崃繌牡叵律钐帋е两乇恚鶕?jù)所流經(jīng)地層的不同,地?zé)崴畷y帶稀有氣體等伴生資源。

“以渭河盆地為例,由于地層具備載體氣藏形成條件,地?zé)豳Y源普遍伴生水溶氦氣資源。”據(jù)中國石化新星石油公司咸陽地?zé)嵴疽晃还ぷ魅藛T介紹,美國中東部地區(qū)的天然氣中氦含量平均為0.8%,而咸陽附近多數(shù)地?zé)峋怏w積分數(shù)大于1%,屬于富氦天然氣藏。目前,中國石化華北石油局有限公司咸陽三普分公司、中國科學(xué)院大連化物所膜技術(shù)國家工程研究中心、中石化綠源地?zé)崮?陜西)開發(fā)有限公司在三普2號地?zé)峋_展的水溶氦氣提純試驗,已實現(xiàn)了水溶氦氣濃度達到99%以上的目標,未來還將在咸陽建成年產(chǎn)萬立方米級地?zé)峋芎庀葘?dǎo)性開發(fā)試驗基地。

除伴生氣體外,水熱型地?zé)崮苓€可能攜帶礦產(chǎn)等伴生資源。據(jù)美國能源部網(wǎng)站7月24日發(fā)布的消息,美國能源部將為9個州的10個項目提供1090萬美元,以推進從地?zé)猁}水中提取和轉(zhuǎn)化電池級鋰的技術(shù)研發(fā)。

“中深層高溫地?zé)豳Y源中確實存在鋰等礦產(chǎn)資源,但相對含量較低,其經(jīng)濟性有待考證。”中國地質(zhì)大學(xué)(北京)能源學(xué)院教授張金川說,“或許未來吸附、過濾等提取技術(shù)取得突破后,地?zé)崽崛“樯V物產(chǎn)業(yè)會迎來商業(yè)化。”(中國化工報 靳雅潔)



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