史帥航 過瑞 陳迪 李建峰 楊玲

1 中國航空器材集團有限公司，北京 101312

2 鄭州工商學院，河南 鄭州 451400

3 河南省地礦建設工程（集團）有限公司，河南 鄭州 450053

4 國科健康生物科技有限公司，北京 100195

5中國煤炭地質總局，北京 100037

在2020年9月22日召開的第七十五屆聯(lián)合國大會上，習近平主席提出了“中國二氧化碳排放量力爭于2030年前達到峰值，爭取在2060年前實現(xiàn)碳中和”的雙碳目標。雙碳目標的提出，有著深刻的生態(tài)背景與社會基礎，不僅展示了中國為全球氣候保護做出更大貢獻的偉大決心，更彰顯了黨中央致力于打造人類命運共同體的堅定意志。

雙碳目標的提出，為各行各業(yè)尤其是能源行業(yè)提出了有力的挑戰(zhàn)[1]。雙碳目標能否如期達成，與能源結構的優(yōu)化和新能源行業(yè)的健康高質量發(fā)展有著密切關系[2]。本文以地熱能行業(yè)為切入點，就雙碳目標下地熱資源開發(fā)利用的創(chuàng)新思路進行詳細探究，希望能夠為地熱能行業(yè)服務于雙碳目標提供參考及借鑒。

1 雙碳目標下中國能源發(fā)展路徑與消費結構

1.1 雙碳目標的內(nèi)涵

“碳達峰”是指二氧化碳排放量在特定年份達到最高值后進入平臺期并逐步下降[3]，2020年中央經(jīng)濟工作會議將這一特定年份規(guī)定為2030年。

“碳中和”即“凈零碳排放”，具體是指特定時期二氧化碳排放量與吸收量保持平衡狀態(tài)[4]。進一步地，“碳中和”還意味著所有溫室氣體的“凈零排放”。

1.2 雙碳目標下的中國能源發(fā)展路徑

能源領域是落實雙碳目標的主戰(zhàn)場[5]，在借鑒國際經(jīng)驗、分析國內(nèi)能源事業(yè)發(fā)展情況的基礎上對其未來發(fā)展路徑進行大體上的規(guī)劃十分有必要。通過對發(fā)達國家在碳達峰、碳中和領域實踐過程的研究，國內(nèi)學者將其經(jīng)驗歸納為逐步取消煤炭類化石能源發(fā)電、加快新能源事業(yè)發(fā)展、研發(fā)碳封存與碳轉化技術、推廣碳排放交易體系等[6]。

作為世界上體量最大的發(fā)展中國家，中國在雙碳目標落實過程中一方面要借鑒這類經(jīng)驗，另一方面也要結合具體國情設計獨具特色的策略與模式。其一，從能源供給端入手減少二氧化碳的排放：①有計劃、有步驟地降低煤炭火力發(fā)電在電力市場中的比例，同時通過推廣新能源汽車等措施降低石油類化石能源的消耗；②大力發(fā)展太陽能、風能、地熱能等新能源，提高綠色清潔能源的供給率。其二，從能源需求端入手推動二氧化碳的吸收：①在電力熱力、石油及核燃料、化學化工、有色金屬、黑色金屬、非金屬礦物等高能耗行業(yè)大力推廣節(jié)能減排技術，打造綠色工廠，降低單位GDP能耗；②調(diào)整國民經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)結構，積極發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)與高新技術產(chǎn)業(yè)；③發(fā)展二氧化碳封存與轉化技術，逐步實現(xiàn)溫室氣體再利用；④通過大規(guī)模植樹造林、推廣城鄉(xiāng)生態(tài)建筑、發(fā)展碳排放交易等手段構建碳中和能源供給體系。

1.3 雙碳目標下的中國能源消費結構

結合發(fā)達國家在碳達峰、碳中和方面的基本特征與發(fā)展規(guī)律，綜合中國能源發(fā)展趨勢，可以將雙碳目標下的能源消費格局變化情況做如下大體上的判斷：第一個階段為過渡期（2021～2030年前后），在這一階段，煤炭、石油、天然氣等傳統(tǒng)能源在能源消費結構中所占的比例由目前的85%左右逐步降至60%左右，新能源在能源消費結構中所占的比例則由目前的15%左右逐步上升到30%以上；第二個階段為轉折期（2031～2045年前后），在這一階段，煤炭、石油、天然氣等傳統(tǒng)能源在能源消費結構中所占的比例逐步降至50%左右，新能源所占的比例則與之大致相當；第三個階段為攻堅期（2046～2060年），在這一階段，煤炭、石油、天然氣等傳統(tǒng)能源在能源消費結構中所占的比例逐步降至30%左右，新能源所占的比例則升至70%左右。

雙碳目標的實現(xiàn)過程，在一定程度上就是碳基傳統(tǒng)能源退出歷史舞臺的過程，同時也是新能源崛起的過程[7]。從這個意義上來看，新能源的開發(fā)利用是實現(xiàn)雙碳目標的關鍵所在。

2 雙碳目標下地熱資源開發(fā)利用面臨的機遇和挑戰(zhàn)

在新能源家族中，地熱能是一個較為特殊的成員。它不僅具有綠色低碳、可循環(huán)利用的特點，更具有儲量豐富、應用模式多元化等優(yōu)勢[8]。就雙碳目標而言，提高地熱資源開發(fā)利用效率并推動地熱能行業(yè)高質量發(fā)展能夠為減少碳排放量、優(yōu)化能源消費結構提供科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)升級等維度的有力支撐。

2.1 雙碳目標下地熱資源開發(fā)利用面臨的機遇

2.1.1 雙碳目標為地熱資源開發(fā)利用提供了重要窗口期

雙碳目標關系著中華民族的永續(xù)發(fā)展和人類命運共同體的建設。在雙碳目標的落實過程中，碳基化石能源的地位將逐步下降，而太陽能、風能及地熱能將為社會發(fā)展提供新的能源引擎。太陽能、風能受日照、季節(jié)等因素的影響較大，對儲能設施建設有嚴格的要求，在經(jīng)濟性方面也具有一定的劣勢[9]。與之相比，地熱資源在賦存方面具有波動小、無間斷等明顯優(yōu)勢。因此，地熱資源開發(fā)利用將為雙碳目標的達成提供有力的支撐。

近年來，地熱資源的開發(fā)利用得到了各級政府的高度重視，相關政策陸續(xù)出臺。雙碳目標的提出為地熱資源的開發(fā)利用窗口期的持續(xù)提供了進一步的可靠保證。借鑒發(fā)達國家在財政、金融、資金、稅收和信貸政策等方面對新能源事業(yè)的扶持經(jīng)驗，制定針對地熱資源開發(fā)利用的財稅優(yōu)惠政策、貸款優(yōu)惠政策，不僅有利于地熱能行業(yè)的發(fā)展，也能夠為其他類型新能源的開發(fā)利用提供有益借鑒。

2.1.2 雙碳目標能夠促進地熱資源的內(nèi)生需求增長

中國擁有全球門類最齊全、鏈條最完整的工業(yè)體系，形成了14億人口超大規(guī)模內(nèi)需市場。同時，新基建、新能源體系建設有序開展[10]。此外，隨著居民收入水平及消費意識的提升，對清潔能源的需求將持續(xù)提升。

地熱資源的開發(fā)利用不僅能夠提升綠色清潔能源的供給率，還可以提供新型取暖方式。因此，雙碳目標必將有力地促進地熱資源內(nèi)生需求的增長并催生地熱資源開發(fā)利用的新浪潮。

2.1.3 雙碳目標有利于推動地熱能資源開發(fā)利用的“科技+金融”賦能

雙碳目標的提出，必然會掀起一場深層次的能源變革。對于地熱能企業(yè)及有關的投資機構來說，雙碳目標的落實意味著技術、資本等生產(chǎn)要素投入力度的增加。據(jù)專業(yè)投資機構估計，中國要實現(xiàn)碳中和，新增的投資額將達百萬億級[11]，資本的涌入必然會傳導至新能源行業(yè)及新能源企業(yè)。在這一過程中，作為重要載體的科技和金融將會為地熱能資源開發(fā)過程賦予新的能量并帶來員工生產(chǎn)力、業(yè)務價值、供應鏈管理、客戶體驗提升、流程管理、技術創(chuàng)新能力等方面的提升。例如“物聯(lián)網(wǎng)+AR（增強現(xiàn)實）”等技術支撐下的能源大數(shù)據(jù)建設將強力推動地熱資源開發(fā)利用的精準化調(diào)度生產(chǎn)與精細化設備管理。

2.2 雙碳目標下地熱資源開發(fā)利用面臨的挑戰(zhàn)

2.2.1 薄弱的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展基礎不足以應對新能源領域的激烈競爭

與風能、太陽能等相比，地熱資源開發(fā)利用的程度顯得較為原始，技術含量也相對較低。淺層地熱開發(fā)利用的系統(tǒng)集成優(yōu)化技術、中深層水熱型地熱開發(fā)利用的回灌技術、干熱巖后期開發(fā)利用技術等方面均存在不少短板和瓶頸，在一些核心技術上也還處于被發(fā)達國家“卡脖子”的狀態(tài)，如地熱資源探測技術體系建設、地質勘探設備制造、高溫地熱井鉆井技術開發(fā)等[12]。

2.2.2 管理成本高影響地熱資源開發(fā)利用的標準化進程

從目前的行業(yè)管理體制來看，地熱資源的開發(fā)利用需要同時接受自然資源部、生態(tài)環(huán)境部、水利部等職能機構的管理，政出多門的現(xiàn)象不僅會造成管理成本的提高，更會從根本上制約地熱資源開發(fā)利用產(chǎn)業(yè)化之路的順利推進。此外，地熱資源開發(fā)利用上還沒有形成統(tǒng)一規(guī)范的標準，要實現(xiàn)系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化還需要解決這一問題。

2.2.3 追趕地熱發(fā)達國家難度大

從資源賦存的角度來看，中國在地熱方面有著雄厚的家底。但是，從資源開發(fā)利用的角度來看，中國的地熱事業(yè)可謂是大而不強，與日本、新西蘭、冰島等地熱發(fā)達國家相比存在巨大差距。究其原因，一方面在于對地熱資源開發(fā)利用的整合度有限，另一方面在于還沒有摸索出一條符合國情、社情的地熱資源開發(fā)利用路徑[13]。

3 雙碳目標下地熱資源開發(fā)利用的創(chuàng)新思路

雙碳目標下，面對行業(yè)發(fā)展的機遇和挑戰(zhàn)，地熱能企業(yè)及有關科研機構有責任、有義務在思路上開拓創(chuàng)新并付諸實踐，為解決二氧化碳類溫室氣體排放量問題提供實踐支撐。在借鑒發(fā)達國家地熱資源開發(fā)利用經(jīng)驗及國內(nèi)外有關研究成果的基礎上，在此結合對地熱能行業(yè)的認識對雙碳目標下地熱資源開發(fā)利用的創(chuàng)新思路進行總體闡述。

3.1 對標國際前沿探索特色路徑

在雙碳目標的引領下，產(chǎn)業(yè)躍遷將成為必然的發(fā)展趨勢，在產(chǎn)業(yè)躍遷的過程中，地熱類新能源將成為至關重要的支撐因素。同時，為了完成雙碳目標，一個國家級的碳交易市場將逐步啟動，地熱類新能源將產(chǎn)生虹吸效應并在一定程度上重塑中國經(jīng)濟版圖[14]。因此，在地熱資源開發(fā)利用過程中，要具有前瞻意識和全球視野，積極對標地熱發(fā)達國家，探索有中國特色的發(fā)展路徑。

（1）系統(tǒng)規(guī)劃，以理解雙碳目標內(nèi)涵為前提，從戰(zhàn)略高度出發(fā)審視和引導地熱資源開發(fā)利用的科學進程。一方面，要摸清地熱資源家底，統(tǒng)籌地熱資源開發(fā)利用的區(qū)域布局，明確不同主體的責任義務，避免惡性競爭的發(fā)生，在此基礎上，因地制宜地甄選一批有前途、有效益的優(yōu)質開發(fā)項目，培育若干個地熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展示范區(qū)、地熱特色小鎮(zhèn)，推動地熱能行業(yè)與城市景觀、新農(nóng)村、文化及社會經(jīng)濟發(fā)展的深度結合，不斷提升地熱能利用在不同地區(qū)、不同行業(yè)的滲透；另一方面，要深刻認識地熱資源開發(fā)利用與環(huán)境保護之間的矛盾，避免過度開發(fā)，針對地熱資源開發(fā)引發(fā)的地面沉降、熱污染、地溫變化等問題，要有預警意識和危機意識，提前制定解決方案，實現(xiàn)地熱資源開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護的均衡發(fā)展。

（2）明晰路線，地熱發(fā)達國家成功的一個重要原因即在于制定地熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖。為了提高地熱資源開發(fā)的效率，在追蹤地熱資源開發(fā)利用國際前沿技術的基礎上進一步設計明晰的技術發(fā)展路線十分有必要，這一技術路線至少應當涵蓋總體目標、具體發(fā)展方向、實現(xiàn)途徑、保障措施等因素；對于那些“卡脖子”的技術壁壘，更要明確責任主體、任務落實到崗，實現(xiàn)盡快攻克和徹底攻克。

（3）協(xié)調(diào)機制，整合立法機構、職能機構（地礦、地質、水務管理等部門）等各方力量，形成通力協(xié)作的管理機制，為地熱資源開發(fā)利用提供財政、金融、資金、稅收和信貸等方面的政策支撐，逐步降低管理成本。同時，在地熱資源開發(fā)利用過程中，要積極打破行業(yè)管理界限，結合雙碳目標發(fā)現(xiàn)新能源行業(yè)的新趨勢、新需求，拓展“地熱+文化”、“地熱+旅游”等新型業(yè)態(tài)，闖出一條多元、集約、高效的現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路。

（4）加強評價，目前對地熱資源開發(fā)利用的評價主要集中在經(jīng)濟效益方面。在雙碳目標下，應當組織有關力量就地熱資源開發(fā)利用對二氧化碳類溫室氣體排放與吸收所發(fā)揮的作用進行定性與定量相結合的評價。根據(jù)評價結果，總結問題所在與可改進之處，為地熱資源開發(fā)利用的創(chuàng)新優(yōu)化提供有效支持。

3.2 圍繞基礎科研強化創(chuàng)新策源

一經(jīng)提出，雙碳目標就迅速得到氫能、光伏、風能等行業(yè)的高度重視并紛紛提出基于零碳技術、減碳技術和負碳技術的創(chuàng)新策略[15]。對地熱能行業(yè)而言，同樣有必要推出類似的創(chuàng)新策略。結合新能源行業(yè)的特點，地熱資源開發(fā)利用的創(chuàng)新思路應當將基礎科研當作策源之本。

（1）緊密圍繞雙碳目標，追蹤國際領先的新發(fā)現(xiàn)、新技術、新發(fā)明進行技術布局，提倡“消化、吸收、再創(chuàng)新”。建立“地熱資源開發(fā)利用科研機構聯(lián)盟”，加強地熱專業(yè)在不同高校的布局，搭建淺層地熱能、中深層地熱能、干熱巖地熱能相互配合的優(yōu)勢學科群，推動合作創(chuàng)新，培養(yǎng)雙碳科技人才。在具體的基礎研究工作中，積極推動相關學科的交叉融合，鼓勵不定期自由探索。

（2）推動多方合作，聚焦關鍵技術攻關。針對前文提及的地熱技術短板，籌建雙碳科技工作者委員會，協(xié)作完善雙碳全球議題下的地熱技術鏈。以關鍵技術、重大項目為平臺，推動高校、科研機構、企業(yè)、產(chǎn)業(yè)金融機構之間的合作，打造一批雙碳目標下的地熱資源開發(fā)利用實驗室，建立規(guī)范運行的技術管理機制，群策群力地推動關鍵技術攻關。

（3）建設雙碳知識產(chǎn)權聯(lián)盟，促進知識產(chǎn)權與地熱資源開發(fā)利用實踐深度融合。以中科院為龍頭，以中國地質大學、中國礦業(yè)大學等高校及有關科研機構為依托，與地熱龍頭企業(yè)共同建設雙碳知識產(chǎn)權聯(lián)盟和行業(yè)專利池，推動科研創(chuàng)造與地熱資源開發(fā)利用實踐的深度融合，逐步占領行業(yè)技術標準高地。

3.3 整合發(fā)展要素推動產(chǎn)業(yè)集聚

地熱資源開發(fā)利用的過程涉及政策、科技、金融、人力資源等要素的有機結合并最終形成產(chǎn)業(yè)集聚。

（1）發(fā)揮政府在產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟上的引導與服務功能，在政策設計、基礎設施建設、公共服務供給等方面提供有力的制度支撐。

（2）推動科技與地熱資源開發(fā)利用的深度融合。一方面，將先進技術注入地熱資源開發(fā)利用的不同環(huán)節(jié)，在提高生產(chǎn)效率的同時創(chuàng)造新產(chǎn)品、新服務和新的解決方案，引發(fā)產(chǎn)業(yè)變革；另一方面，加強信息技術的集成應用，提高企業(yè)的全要素生產(chǎn)率并構建起核心競爭力。

（3）運用現(xiàn)代金融工具，為地熱資源開發(fā)利用進行深度賦能。一方面，運用產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金、綠色基金、證券、期貨等工具推動地熱領域的資金融通，引導企業(yè)捕捉低碳轉型領域的機遇；另一方面，通過資本運作推動地熱企業(yè)走向資本市場，持續(xù)實現(xiàn)價值增值。

（4）融合智力要素，加強人才隊伍培養(yǎng)。地熱資源開發(fā)利用工作，歸根到底是由人來完成的，這就要求從智力、知識、技術、經(jīng)驗、信息、技能等不同維度出發(fā)進行人才隊伍培養(yǎng)，不斷提升產(chǎn)業(yè)競爭力。

（5）推動模式移植。對于地熱資源開發(fā)利用的成功經(jīng)驗，要提煉模式要素并加以移植推廣。例如，在雄安、陜州、東營等地都已摸索出地熱資源開發(fā)利用的解決方案，應當組織有關力量對其中的技術方案、管理措施及運營經(jīng)驗進行深入歸納，并在不同的地域進行移植和復制。

整合發(fā)展要素推動產(chǎn)業(yè)集聚，地熱企業(yè)是當仁不讓的主體。面對雙碳目標，地熱企業(yè)應當主動對核心業(yè)務和資產(chǎn)運營方進行審視，不僅要持續(xù)向技術鏈上游攀升，更要追求低碳開發(fā)、生態(tài)運營。同時，要積極利用企業(yè)并購、項目合作等方式加強地熱資源開發(fā)利用的橫向合作，為產(chǎn)業(yè)集聚注入新的活力。

3.4 凝聚多方力量打造生態(tài)系統(tǒng)

地熱資源開發(fā)利用的創(chuàng)新不僅需要創(chuàng)新主體與創(chuàng)新環(huán)境，還需要一個共生競合、動態(tài)演化的復雜系統(tǒng)[8]。在這一系統(tǒng)內(nèi)部，創(chuàng)新人才、創(chuàng)新轉化者、創(chuàng)新消費者要承擔各自的責任，共同完成能量、物質、信息在產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的流通責任。從地熱資源開發(fā)利用的整個系統(tǒng)來看，需要凝聚創(chuàng)新人才、創(chuàng)新轉化者、創(chuàng)新消費者三方力量，充分發(fā)揮這一系統(tǒng)的各種功能。

（1）以高校和企業(yè)為搖籃，有意識地加強地熱資源開發(fā)利用的人才梯次培養(yǎng)，形成“院士-教授-科研工作者-博碩士-大學生”與企業(yè)內(nèi)部技術攻關隊伍交叉配合的創(chuàng)新梯隊，圍繞地熱資源的開發(fā)利用拓展知識經(jīng)濟與高新技術產(chǎn)業(yè)。

（2）以產(chǎn)權服務商、人力資源服務商、行業(yè)協(xié)會等創(chuàng)新服務機構為紐帶，推動創(chuàng)新成果的轉化。創(chuàng)新轉化者要發(fā)揮“整合者”和“傳播者”的角色，承擔信息挖掘、政策咨詢、知識產(chǎn)權鑒定、交易撮合、股權登記、資金結算交割等功能，將分散于不同創(chuàng)新主體的創(chuàng)新資源匯集起來并在地熱能產(chǎn)業(yè)內(nèi)部進行傳播。

（3）以企業(yè)為承接者，對創(chuàng)新成果進行改進升級，以產(chǎn)品/服務的形式推向市場。換言之，企業(yè)是地熱資源開發(fā)利用創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)的“消費者”，他們在初步的創(chuàng)新成果中加入自身的物質、能量與信息并使之成為能夠產(chǎn)生經(jīng)濟效益的高一級創(chuàng)新成果。

4 結語

雙碳目標是黨中央引領社會發(fā)展的重大戰(zhàn)略部署，也是解決全球生態(tài)危機問題的莊嚴承諾[16]。面對這一目標帶來的機遇和挑戰(zhàn)，各行各業(yè)都應當承擔自身責任，在減少碳排放和增加碳吸收兩個方面下工夫，開創(chuàng)共同參與、相互配合的雙碳新局面。本文對雙碳目標下地熱資源開發(fā)利用的創(chuàng)新思路進行了不同角度的闡述，希望能夠為地熱類新能源行業(yè)未來發(fā)展提供參考及借鑒。