2021年12月7-8日,以“雙碳目標下的智慧方案與行業機遇”為主題的第十七屆中國分布式能源國際論壇于西安召開。本次會議由中國能源研究會分布式能源專業委員會、中國能源網主辦,陜西分布式能源股份有限公司聯合主辦。
會上,中國科學院院士、中科院地質與地球物理研究所研究員汪集暘作了主旨演講。汪集暘表示,地熱是地球的本土能源,分布廣泛,要大力發展“地熱+”模式,可以與太陽能、風能相結合,當地下的熱儲存資源用完以后,可以拿來儲熱,特別是跨季節儲熱,是國際領先的課題和應用。
以下為會議演講實錄:
一、地熱是地球的本土能源
地熱是地球的本土能源,具有穩定、高效、分布廣等特點,更重要的是沒有碳。碳中和、碳達峰是大家最近在熱議的話題,地熱作為新能源和可再生能源中五大非碳基能源之一,起到非常大的作用。
在地熱界,一般都是把地熱作為地球的本土能源,什么叫本土能源?本土能源就是地球土生土長的,主要來自地球內部。大家都知道,太陽能、風能、生物質能都來自太陽,只有地熱是地球的本土能源,所以國際地熱界很喜歡用一個詞,叫做地熱是地球的本土能源(indigenousenergy)。換句話說,地熱是土生土長的,其最大的特點就是能源利用效率高,它的平均能源利用效率可以達到70%~80%,高的時候,像一些高溫的地熱發電站甚至可以達到95%以上。
太陽能、風能最大的問題就是不穩定,搞電力的能源界,把地熱能作為一種所謂地球基礎載荷(baseload),能源利用效率非常高,所以在碳中和、碳達峰當中能夠起到非常大的作用。
二、大力發展“地熱+”
所謂碳達峰、碳中和,實際上就是要把整個國家的能源系統、電力系統,能夠從傳統的燒煤、燒石油、燒天然氣,轉變為以新能源和可再生能源為主的能源系統,或者電力系統,地熱就是其中之一。
地熱雖然有很多優點,但是總量跟太陽能、風能相比很小,這種情況下,我們提倡地熱與其他可再生能源互補綜合利用。太陽能、風能、地熱能一定要搞大聯合,也就是說我們要搞“五湖四海”。在地熱不夠的地方,假如那邊有風能,或者有太陽能,我們要搞“地熱+”,這在四、五年以前就提出來了,而且得到了地熱界和新能源界的認可。假如說某個地區在清潔供暖、霧霾治理等方面非常有需求,但是地熱資源還不太夠,我們就可以把風能、太陽能,甚至其他的廢熱都利用起來。
我們一定要搞“地熱+”,“地熱+”可以總結成八個字:“五湖四海,天地合一”。大家知道《易經》里邊講“天人要合一”,那是講人類社會和自然界怎樣和諧共處,這里講的“天地合一”,就是太陽能和地熱能要結合起來。還有就是要動靜結合,也就是說,風能是動的,地熱是不動的,在一個地方假如達到熱損了以后它就不會變。
三、充分利用地熱能
上世紀七十年代,李四光教授提倡大力開發地熱的時候,曾經提出,他說地球是一個龐大的熱庫,有取之不盡、用之不竭的能源(可能個別的字句會有出入,但是大體是這個意思。)從那以后我國從七十年代開始,地熱資源的開發利用就蓬勃發展起來了,那時我在研究地下涼水,也就是水資源,慢慢開始搞地熱,變成地熱資源了。但在那個時候還沒有意識到,采出來地熱以后,地球內部的含水層、儲熱層就空了,這樣騰出很大的空間來,我們就可以把多余的太陽能、風能,甚至其他的非碳基能源,包括核能、水能、抽水蓄能電站等等,用不完的這些能量,把它們變成熱能放到地下。
我前年到蘇黎士理工大學訪問的時候,我的一個好朋友,他是原國際地熱協會主席,也是蘇黎士理工大學地球物理系主任。我送給他一本叫《地熱學及其應用》的專著,他看后很高興。他有一個學生在美國做了十幾年,現在回到蘇黎士理工大學,他們把地熱稱為地球的電池(earthbattery)。后來我跟他講,這可不是一般的電池,起碼是一個可以來來回回充電的電池,我的手機正好在邊上,我就跟他說,手機不要充電嗎?在中國我們叫充電寶。你還不如把它叫成earthcharger,不要叫earthbattery,他說我的這個提法很好,所以就這樣叫開了。
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《科技導報》是雙月刊,一年要出24期,每期都要請院士寫一個卷首語,針對這一期的內容,我后來寫了“地球充電/熱寶”,可以利于余熱,這要分兩步走,充熱比較容易。后來我舉了個例子,比如說像雄安新區,大家都知道大型巖溶熱儲,這在我們國家是很有名的。什么叫大型巖溶熱儲?大家都去過桂林山水,桂林山水的地表水、地下水都非常豐富,因為那里的巖溶很發達,有漏水洞、地下暗河等等。雄安新區在遠古代的時候,把這些風化了的巖石埋到地下了,大概在地下2000~3000米,現在出水的溫度都要七八十度~八九十度。記得上世紀八十年代做華北地熱的時候,我親自量的中石油勘探的一井口溫度是104度。
假如把里邊的熱水取出來用,里邊的空間就騰出來了。雄安新區的邊上就是白洋淀,比如白洋淀本來的水溫大概20多度,我們就可以把白洋淀的水用太陽能,或者其他的能源,把這些廢棄下來不用的能源加溫加到40度、50度,甚者60度,就會變成非常好的地熱資源。
前一陣大家還在爭論地熱到底還夠不夠,我說絕對沒問題,但還要做勘探工作。現在中國地調局、新星綠源公司都在做進一步的勘探,這是大家都還沒有認識到的問題。現在儲熱最大的問題就是量很小,成本很高,更大的問題是不能跨季節,而地熱可以跨季節,不管春夏秋冬都可以儲進去,只要有廢熱把地表水體或者其他的水體加熱。
今天主要講怎樣儲熱。儲熱非常簡單,而且非常可行,所以中國科學院在五年前為了張家口即將舉辦的冬奧會,我們用太陽能、風能,以及其他新能源、可再生能源為冬奧會的用能解決問題。張家口有用不完的風能、太陽能,我們就想辦法把地表水體加熱以后,儲到地下,為冬奧會場地供暖,這也是從地熱的角度為冬奧會做一份貢獻。
總的來說,今天主要講了三個問題:
第一,地球是新能源和可再生能源大家族中唯一的地球本土能源,穩定性、適應性都非常好,而且是五大非碳基能源之一。現在非常盛行的幾大能源,包括核能、水能、太陽能、風能,再加上地熱能,我想地熱能有其獨特之處。
第二,地熱一定要搞“五湖四海”,搞大聯合,我們一定要“地熱+”。
第三,地下的熱儲存用完以后,還可以拿來儲熱,特別是跨季節的儲熱,這是國際上非常領先的課題和做法。
(內容根據第十七屆中國分布式能源國際論壇發言整理,未經本人審閱。整理人:李穎)
責任編輯: 中國能源網