中國能源研究會地?zé)釋I(yè)委員會主任 鄭克棪

2020年是我國“十三五”收官之年，中國地?zé)岬闹苯永迷賱?chuàng)輝煌，在2020世界地?zé)岽髸曨l開幕式上獲得了12個“世界第一”，可謂“功成名就”，成為難以被超越的權(quán)威，也為我國地?zé)岚l(fā)展史交出了一份滿意的答卷。不過，中國在地?zé)衢_發(fā)和利用尤其是地?zé)岚l(fā)電方面還有很大發(fā)展空間，值得我們深入探討研究。

中國地?zé)衢_發(fā)的第一次高潮

二十世紀七十年代的世界第一次石油危機，引發(fā)多國政府努力尋找可以替代石油的“新能源”。時任我國地質(zhì)部部長李四光倡導(dǎo)開發(fā)利用地?zé)崮埽纱讼破鹆酥袊責(zé)峥辈楹烷_發(fā)的第一次高潮。

在李部長的倡導(dǎo)動員下，地質(zhì)部系統(tǒng)的各省地質(zhì)隊伍、全國有關(guān)科研院所、有關(guān)大專院校，這三部分技術(shù)力量，都全力投入工作，利用當(dāng)?shù)販厝蜚@出地?zé)峋?，開展地?zé)岚l(fā)電和綜合利用。1970年，廣東省豐順縣鄧屋村地?zé)岚l(fā)電站發(fā)電成功，裝機從最初的86千瓦發(fā)展為后來的300 千瓦，這使我國成為世界第八個采用地?zé)岚l(fā)電的國家。1971年，江西省宜春縣溫湯鎮(zhèn)引用67℃溫泉水發(fā)電成功，雖裝機只有50 千瓦，但創(chuàng)造了世界最低溫度的地?zé)岚l(fā)電記錄。緊接著，河北省懷來縣后郝窯200千瓦、廣西象州縣熱水村200 千瓦、湖南省寧鄉(xiāng)市灰湯鎮(zhèn)300千瓦、山東省招遠市湯東泉200 千瓦和遼寧省蓋縣熊岳鎮(zhèn)100千瓦地?zé)岚l(fā)電站均紛紛建成，至此，全國共擁有七處中低溫地?zé)岚l(fā)電站。另外，西藏自治區(qū)羊八井鎮(zhèn)于1977年建成1000千瓦高溫地?zé)岚l(fā)電站，將二十世紀七十年代的我國地?zé)岚l(fā)電推上了高潮。羊八井地?zé)犭娬竞髞黻懤m(xù)增容，最終達到2.518萬千瓦裝機容量，當(dāng)時承擔(dān)了拉薩市年供電的40%和冬季供電的60%，于1978年在全國科技大會上獲得“地?zé)岚l(fā)電（濕蒸汽直接發(fā)電）重大貢獻獎”。羊八井地?zé)犭娬疽恢边\行至今。

除了發(fā)電，地?zé)徇€可被直接利用。當(dāng)時，北京市的紡織廠用地?zé)崴床?、染布、供暖，天津市的毛織廠用地?zé)崴疵?、染毛，京津地區(qū)都用地?zé)崴h(huán)供暖，并搭建地?zé)釡厥以诙痉N植反季節(jié)鮮菜供應(yīng)市場。此外，地?zé)徇€用于水產(chǎn)養(yǎng)殖、雛禽孵化、禽產(chǎn)品加工，南方地區(qū)如福州市利用地?zé)崴募局票鞯剡€將地?zé)崴畱?yīng)用于傳統(tǒng)的溫泉洗浴和醫(yī)療行業(yè)。天津市組織了“地?zé)釙?zhàn)”，地?zé)岬木C合利用形式多樣，李四光部長號召全國向天津市學(xué)習(xí)。

地?zé)峁┡偷卦礋岜玫氖澜?、中國、美國、冰島、瑞典比較

中國地?zé)嶂苯永煤偷卦礋岜?0年發(fā)展歷程

服務(wù)于地?zé)岚l(fā)電和其綜合利用的需要，各省市區(qū)的地質(zhì)隊擴大了地?zé)豳Y源勘探，北京市從無到有勘探發(fā)現(xiàn)了城區(qū)地?zé)崽?，天津市也擴大了王蘭莊和萬家碼頭地?zé)崽锏拈_發(fā)規(guī)模。全國陸續(xù)勘探出了近300處地?zé)崽铮纬闪藷峄鸪斓牡責(zé)峥碧介_發(fā)局面。但遺憾的是，中國地?zé)岬牡谝淮胃叱彪m轟轟烈烈，卻沒有形成產(chǎn)業(yè)隊伍，因此未能保持持續(xù)生產(chǎn)，在完成試驗任務(wù)后至二十世紀七十年代后期就逐漸消退了。

地?zé)嶂苯永门噬鲜澜绲谝?/h2>

改革開放推動我國從計劃經(jīng)濟向社會主義市場經(jīng)濟變革，也為地?zé)衢_發(fā)利用帶來了新的轉(zhuǎn)機。經(jīng)過一段時期的“摸著石頭過河”，國內(nèi)開發(fā)商開始投入地?zé)峤?jīng)營，并使地?zé)岙a(chǎn)業(yè)逐漸形成。最初，隨著社會發(fā)展，為滿足經(jīng)濟繁榮后人們的生活休閑需求，出現(xiàn)了溫泉游泳池和單間洗?。ㄊ覂?nèi)、室外），吸引了大眾的新鮮消費，第一批投資商很快盈利，于是自發(fā)帶動了后續(xù)開發(fā)商的跟進。溫泉休閑業(yè)擴大到天津市和沿海地區(qū)，溫泉度假村、溫泉游樂場、溫泉房地產(chǎn)等不斷跟進和發(fā)展壯大，促進了地?zé)岙a(chǎn)業(yè)的快速成長。

據(jù)1995年、2000年、2005年、2010年、2015年和2020年世界地?zé)岽髸嫉臄?shù)據(jù)，世界地?zé)嶂苯永茫ㄓ脽幔┡琶@示：1995 年是冰島居世界第一；2000 年開始中國占據(jù)世界第一，此后一直穩(wěn)居第一位，且中國在世界所占的份額越來越大；2020 年，中國地?zé)嶂苯永玫哪芰空际澜缈偭康?7.2%，世界前十名中其余九個國家的總量都不及中國，僅為中國的83.5%。

在地源熱泵方面，中國也是后起之秀，此前，世界發(fā)達國家早已運用了幾十年。因為可以兼用于冬季供暖和夏季制冷，既節(jié)省成本又提高效率，節(jié)能減排，二十世紀九十年代以來在發(fā)達國家連續(xù)呈現(xiàn)20%左右的年增長。1995 年，我國引進地源熱泵，起步時年利用淺層地?zé)崮?×1012焦耳，當(dāng)時世界產(chǎn)能總量已達14617×1012焦耳，我國僅占世界地源熱泵產(chǎn)能的不到萬分之五。然而地源熱泵在中國的發(fā)展速度驚人，進入二十一世紀以來，中國的地源熱泵平均年累進增長率超過30%。2014年，我國年利用淺層地?zé)崮?00311×1012焦耳，成為世界第一，并占世界總額的30.9%，2019 年達到年利用246212×1012焦耳，占世界的41.0%。

2020年中國地?zé)嵩賱?chuàng)輝煌

2020 年對于中國地?zé)峤鐏碚f具有非凡的意義。對于三個歷史性的時刻，我們都交出了一份時代的答卷。

第一，2020年是李四光倡導(dǎo)中國地?zé)崮荛_發(fā)利用50周年。1970年初，李四光指出“地下是一個大熱庫，是人類開辟自然能源的一個新來源，就像人類發(fā)現(xiàn)煤炭、石油可以燃燒一樣?！闭沁@樣的高瞻遠矚，從此改變了國人的傳統(tǒng)認識，開創(chuàng)了中國地?zé)嶙鳛樾履茉撮_發(fā)的歷程，這具有歷史和現(xiàn)實意義，也為中國地?zé)岬陌l(fā)展并走向世界奠定了基礎(chǔ)。

“李四光倡導(dǎo)中國地?zé)崮荛_發(fā)利用50 周年紀念大會”于2020 年5 月28 日以視頻形式舉辦，自然資源部主管地?zé)岬南嚓P(guān)領(lǐng)導(dǎo)、中國科學(xué)院院士和中國工程院院士、全國各地產(chǎn)學(xué)研諸部門的地?zé)峁ぷ髡咣x躍參會，在線參加會議300 人。大會溫習(xí)了李四光部長的囑托，交流了李四光精神50年來引導(dǎo)中國地?zé)崮荛_發(fā)利用的成就和經(jīng)驗，激發(fā)了全體地?zé)崛嗽賱?chuàng)中國地?zé)崾聵I(yè)發(fā)展新局面的激情。

第二，中國地?zé)崮荛_發(fā)利用“十三五”規(guī)劃收官。我國遵循《巴黎協(xié)定》承諾的全球性碳減排目標，大力支持可再生能源發(fā)展替代傳統(tǒng)化石能源，首次將地?zé)崮荛_發(fā)利用納入“十三五”專項規(guī)劃。2020年是規(guī)劃收官之年，我們已經(jīng)看到了地?zé)崮鼙葟那案蟮陌l(fā)展勢態(tài)?！笆濉苯Y(jié)束時，我國地?zé)峁┡瓣J入”世界第一，當(dāng)時我國地?zé)峁┡娣e剛突破1 億平方米，實現(xiàn)這個1 億平方米我們用了45 年，但到2019 年，我國地?zé)峁┡娣e已達2.82億平方米，待到2020年底我國地?zé)峁┡娣e將超過以往45年業(yè)績的兩倍多，并且這樣的業(yè)績是在“十三五”期間僅五年時間完成的，這是何等震撼的中國速度！

再看地源熱泵方面，“十二五”末我國地源熱泵利用面積突破4億平方米，2019年底已達到8.41億平方米，即“十三五”中的四年已超過以往20年的業(yè)績。而且，2015年在設(shè)備裝機容量不占優(yōu)勢的情況下我國地源熱泵實現(xiàn)了年利用淺層地?zé)崮芫邮澜绲谝坏某煽儯缃?，我國的地源熱泵設(shè)備容量也成為世界第一?！笆濉逼陂g，我國地?zé)嶂苯永迷谑澜绲谝坏母叨壬嫌痔嵘艘淮蟾瘛?/p>

第三，2020年世界地?zé)岽髸曨l開幕式舉行。2020年世界地?zé)岽髸苄鹿诜窝滓咔橛绊憙H在冰島舉行了視頻開幕式，發(fā)布了與世界地?zé)嶂苯永煤褪澜绲責(zé)岚l(fā)電相關(guān)的兩個報告。前國際地?zé)釁f(xié)會主席約翰·蘭德所作的《世界地?zé)嶂苯永矛F(xiàn)狀報告》（簡稱《報告》）中，共提到了12 項“中國第一”，“中國”一詞成為最熱門詞匯。《報告》還提到了中國地?zé)嶂苯永玫脑O(shè)備容量和年利用熱能，及地源熱泵的設(shè)備容量和年利用熱能，還有地?zé)峁┡?、水產(chǎn)養(yǎng)殖、溫泉洗浴等分類利用。中國地?zé)嶂苯永靡呀?jīng)在世界上獨占鰲頭，達到了“無人超越”的境地。

中國地?zé)崂萌孕柩a齊短板

地?zé)崮芾冒ǖ責(zé)嶂苯永煤偷責(zé)岚l(fā)電兩大領(lǐng)域，而中國的地?zé)岚l(fā)電還存在短板，在世界27 個地?zé)岚l(fā)電國家中，中國排名相對靠后。2019 年，中國地?zé)岚l(fā)電裝機容量4.456萬千瓦，只占世界總量的不足千分之三。當(dāng)前，地?zé)岚l(fā)電世界十強中有美國、菲律賓、墨西哥、意大利和日本、土耳其、肯尼亞、冰島、印度尼西亞、新西蘭等國（排名不分先后）。

中國的地?zé)岚l(fā)電在建成羊八井地?zé)犭娬竞筮M展緩慢，其不足之處今后仍有待完善。

一是政府扶持力度有待進一步加強。我國的地?zé)豳Y源十分豐富，但我國對地?zé)岚l(fā)電未來規(guī)劃不夠清晰。政府的引領(lǐng)和推動將是地?zé)岚l(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。地?zé)岚l(fā)電在國外大放異彩與政府的扶持密不可分，多國政府都在支持地?zé)崮馨l(fā)展方面做出了努力。目前，我國對于地?zé)岚l(fā)電產(chǎn)業(yè)的扶持力度還遠遠不夠，并且存在評價信息缺失、資源利用浪費、不合理開發(fā)等問題。

二是科學(xué)創(chuàng)新力度不夠。目前在中低溫余熱發(fā)電技術(shù)方面，江西華電電力有限責(zé)任公司的螺桿膨脹動力發(fā)電機的發(fā)電技術(shù)比較成熟，既可用于工業(yè)余熱廢熱回收發(fā)電，也可用于新能源發(fā)電，在國際上也處于先進水平。但地?zé)岚l(fā)電遇到的其他技術(shù)問題還很多，有時甚至是基礎(chǔ)性的，比如，熱源探查技術(shù)落后，鉆探技術(shù)還不成熟，成井工藝方面也有待提高，有時需要打很多廢井才能找到熱源，增加生產(chǎn)成本，嚴重影響熱能的充分利用和熱源的使用壽命。另外，地?zé)岚l(fā)電企業(yè)在綜合技術(shù)支持方面也存在缺陷，地面技術(shù)與地下勘探難以兼顧，且地?zé)岚l(fā)電設(shè)備陳舊，導(dǎo)致熱電轉(zhuǎn)換效率低和電力傳輸損耗大，成本高。

中國地?zé)岚l(fā)電發(fā)展?jié)摿εc前景

地?zé)岚l(fā)電在可再生能源中性能絕佳，受到國際青睞。地?zé)岚l(fā)電具有最高的能力因子，世界地?zé)岚l(fā)電實際運行的平均利用系數(shù)為0.72，而且先進機組已達到0.95，即一年8760 小時中超過8300 小時可以連續(xù)工作，輸出電力。這個指標遠高于水電的0.42、風(fēng)電的0.21 和太陽能發(fā)電的0.14。舉例來說，西藏羊易地?zé)犭娬?.6萬千瓦裝機容量年發(fā)電量1.28億千瓦時，而羊易三個光伏電站裝機量共7萬千瓦的年總發(fā)電量還不足1億千瓦時。

我們可以分析發(fā)展中國地?zé)岚l(fā)電的基本要素：一是資源條件。地?zé)豳Y源是本土資源，我國西藏自治區(qū)、云南省和川西地區(qū)位于全球性的地中?！柴R拉雅地?zé)釒希?50℃以上的高溫地?zé)豳Y源豐富，“十二五”期間全國地?zé)豳Y源調(diào)查評價，那里有711.6 萬千瓦高溫資源適于發(fā)電。二是技術(shù)條件。由于長期停滯發(fā)展使我國的地?zé)岚l(fā)電技術(shù)顯得落后，但過去羊八井地?zé)犭娬镜陌l(fā)電設(shè)備87%是國產(chǎn)，后來我國還自主研發(fā)了全流地?zé)岚l(fā)電技術(shù)設(shè)備，并開始投用；新建成的羊易地?zé)犭娬疽M了“奧瑪特科技”的產(chǎn)品，我們運行操作的能力因子已達0.91，遠遠超過了世界平均水平0.72。這些說明我國的地?zé)岚l(fā)電在技術(shù)方面的阻礙并不算無法攻克的難關(guān)。完善目前的地?zé)岚l(fā)電技術(shù)，是除火力、水力發(fā)電之后技術(shù)問題較容易解決的第三種發(fā)電方式。三是經(jīng)濟條件。羊易地?zé)犭娬究偼顿Y6.4億元，折合每千瓦裝機4萬元，與近期國際水平相當(dāng)。該電站是由民營企業(yè)杭州錦江集團有限公司投資建設(shè)，中國具備大量實力雄厚的國有企業(yè)、民營企業(yè)，資金投入并不應(yīng)成為地?zé)岚l(fā)電發(fā)展的阻礙。

綜上，中國地?zé)岚l(fā)電現(xiàn)狀雖存在短板，但未來仍大有可為。我們必須努力克服現(xiàn)有障礙，爭取中國地?zé)岚l(fā)電更進一步，取得順利進展。