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全球地热能开发利用重视程度与日俱增

作者:罗佐县 来源:中国石化报 发布时间:2023-09-15 浏览:

中国储能网讯:有研究显示,能源消费中近50%的份额与建筑行业相关,各类建材的生产、运输,建筑的建造和运行都是能耗大户。其中建筑的运行环节耗能占能源消费总量的比例约20%,具体环节包括供暖制冷、建筑照明、内部炊事等,而供暖制冷能源消费占大头。无论是商用建筑还是民用住宅,供暖制冷情况都是评估建筑运行质量的重要标志,其产生的能源消费具有典型的刚需特点。

从发展趋势来看,经济发展和民众生活水平提高必将进一步扩大建筑运行用能规模。能源消费一旦提升到一定水平,使其下降几乎不可能,因为消费不可逆。同时在全球“碳中和”目标的驱动下,节能减排又成为各国能源管理政策的首选目标。在既要低碳节能、又要提升能源消费水平的双约束条件下,建筑选择可再生能源供暖制冷就成为必然的路径。在此形势下,地热作为可再生能源家族的后起之秀,正成为建筑用能的重要选择。

地缘政治冲突带来的能源短缺坚定了欧美发展绿色低碳能源的决心

美国能源部地热技术办公室发布的《地热愿景:驾驭我们脚下的热能》产业规划认为,地热资源遍布美国,可广泛用于供热和发电,有助于增加美国能源的多样性,进一步提升能源安全保障程度。美国能源部预计,到2050年,通过有效提升地热技术发展水平,美国浅层地热利用规模有望由200万户扩大至2800万户,占2050年美国住宅空调市场23%的份额。美国能源部据此提出五大关键技术领域攻关任务和重点过程计划,包括资源评估、地下信号探测、地热钻井和井筒、地热资源回收,以及地热资源和设施的监测、建模和管理。美国总统拜登的新政出台后,包括地热在内的新能源发展大幅提速。

欧洲深部地热技术与创新平台近年发布了深部地热战略研究与创新议程,提出《深部地热能实施路线图》,明确了2030年前欧盟地热发展的任务、目标和工作内容,以及2050年实现欧盟深部地热发展愿景,提出开发高性能、低成本和可持续的深部地热能技术的“推进计划”,期望到2050年,深部地热能可满足欧洲预计电力需求的50%和供热需求的80%。

针对当下建筑能源利用效率低下及深层地热分布资源受限等现实,欧盟发展地热重点考虑的是资助相关项目着手开发具有特殊潜力的浅层地热系统,待其成功后再大范围推广。欧盟目前正在开展的由西班牙巴伦西亚理工大学牵头,土耳其、以色列和其他国家的科研机构共同参与的浅层地热开发利用项目GEOCOND就是典型代表。在欧盟资助的7个国家共同支持下,GEOCOND项目的主要目标是降低地热能的利用成本。公开资料显示,项目进展基本达到预期目标。

当前欧盟建筑存量的75%都有提升能源利用效率的可能,建筑节能潜力巨大。建筑用能运行效率提升,对于欧盟经济绿色脱碳及应对全球气候变暖意义重大。目前,英国正在建设地热发电项目,以加速脱碳转型,并为社区供应能源,预计到2050年将建成360个地热发电厂,每年可产生1.5万吉瓦时的电力;法国地质与矿产局估计,未来地热能有望满足法国70%的供暖需求,而当前仅为1%。

地缘政治冲突带来的能源短缺状况进一步坚定了欧美发展绿色低碳能源的决心。欧美一方面重视化石能源的清洁化供应,另一方面推进新能源发展的力度更大。鉴于建筑供暖制冷能源消费规模大、能耗占比高,能源替代成为重要的政策再优化切入点,地热能的地位再次提升,发展速度也因而加快。地热能受重视的重要原因是供应稳定性和分布广泛性。虽然太阳能、风能和海洋能也属于无限供应的清洁可再生能源,但受季节变化等因素限制,并不是随时随地可用。相比之下,地热能,特别是浅层地热能在世界各地广泛存在,不受季节变化和气候条件影响,可就地取材为建筑供暖制冷。人们平常忽略的地热能其实是身边几乎可供无限利用的清洁可再生能源,其潜力正被逐渐挖掘出来。

“既要安全、也要低碳”成为我国能源行业转型发展遵循的基本原则

预计2027年前全球地热能市场价值将达到94亿美元,复合年增长率为5.9%。在此趋势下,欧美发展地热能的作法对我国有一定的借鉴意义。

我国是能源消费大国,目前能源消费中的煤炭占比在57%左右,远高于世界平均水平。我国同时是地热能直接利用大国,但地热能利用在总能源消费中占比较低,与其资源潜力并不匹配。我国提出2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的目标,这决定了“既要安全、也要低碳”成为我国能源行业转型发展遵循的基本原则。

在我国已全面建成小康社会、向第二个百年奋斗目标迈进的重要时期,提升人民生活水平、优化产业结构是高质量发展的重要标志。随着我国城市化水平持续提升,以及新农村建设稳步推进,让城乡建筑依托可再生能源实现供暖制冷是助力高质量发展的重要举措。据自然资源部资料,全国地源热泵供暖制冷面积从2010年的1亿平方米高速增长至2020年的8亿平方米,年均复合增长率为20%,到“十四五”末将增至9亿平方米,地热开发具有良好的发展基础,包括中国石化在内的一批企业正在从事地热供暖事业。

从发展趋势看,未来的供暖制冷不仅北方地区需要,而且南方地区也需要,特别是由于历史原因,部分夏热冬冷地区过去一直未能实现集中供暖,导致极端严寒天气来袭时民众生活广受影响。如今随着经济发展水平的提升,夏热冬冷地区冬季集中供暖的呼声与日俱增。如果依靠化石能源保障冬季供暖,势必增加整体能源供应和碳减排压力,与地区经济发展的“双碳”方向和基本要求不匹配。发展可再生能源在为夏热冬冷地区赋能、实现供暖制冷的同时,不增加能源供应压力和环境压力,是理想又现实的选择。因此,推广地热能供暖制冷,在发挥地热能供应充分、分布广泛的优势方面意义重大。

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关键字:地热能

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