文 ‖本刊記者 陸曉如

“雙碳”目標下，我國油氣企業(yè)可以利用自身的優(yōu)勢，更深入地參與地熱產(chǎn)業(yè)。

● “我相信將來油田地熱開發(fā)利用之花，定能開遍祖國大地！”

專家簡介

汪集暘，1935 年生人。中國科學院院士、國家地熱能技術(shù)委員會名譽主任。曾承擔國家重點基礎(chǔ)科學前沿研究的“973”項目、國家科技攻關(guān)項目等，獲中國科學院、國家部委獎勵6 項?，F(xiàn)從事地熱資源評價、地熱能開發(fā)利用及環(huán)境保護等研究工作。

曾任國際地熱協(xié)會（IGA）主席團成員、水文同位素技術(shù)應(yīng)用國家委員會主席，現(xiàn)任自然資源部巖溶動力學重點實驗室學術(shù)委員會主任等。

為應(yīng)對氣候變化問題，中國正式作出“將力爭2030 年前實現(xiàn)碳達峰、2060 年前實現(xiàn)碳中和”的“雙碳”目標承諾。

“雙碳”目標下，中國持續(xù)推進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整。作為非碳基能源、清潔能源、可再生能源的地熱，迎來了怎樣的發(fā)展機遇？在能源轉(zhuǎn)型壓力下，我國油氣企業(yè)在地熱產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域是否有文章可做？就此，本刊記者采訪了長期從事地熱和水文地質(zhì)研究的中國科學院院士汪集暘。

黃金發(fā)展期

中國石油石化：汪院士，您好！在“雙碳”目標下，地熱產(chǎn)業(yè)迎來了怎樣的發(fā)展機遇？

汪集暘：為應(yīng)對氣候變暖，全球都在致力于通過能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，實現(xiàn)節(jié)能減排，達到碳中和，延緩或停止氣候變暖。我國作為負責任的大國，提出了力爭2030 年前實現(xiàn)碳達峰、2060 年前實現(xiàn)碳中和的目標。這實質(zhì)上是要把我國的能源體系從燒煤、燒石油、燒天然氣，轉(zhuǎn)變到以新能源和可再生能源為主的能源系統(tǒng)上來。這是很不容易的，因為滿足人民群眾對美好生活的向往，我們必須要發(fā)展工業(yè)。也就是說在利用能源的同時要減排，這本身是一對矛盾。

為了早日實現(xiàn)“雙碳”目標，火電不能再擴容。尋求非碳基、無污染的替代能源勢在必行。這給地熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來了難得的機遇，因為地熱能與風能、太陽能、水能、核能并列為五大非碳基能源。而且在非碳基能源種類中，地熱是穩(wěn)定、連續(xù)、安全的清潔能源、可再生能源。我覺得地熱產(chǎn)業(yè)很光榮，身上的責任重大，要站在這個高度來理解地熱資源的勘探與開發(fā)利用。

長三角地區(qū)是全國經(jīng)濟發(fā)展的龍頭，是實現(xiàn)“雙碳”目標的關(guān)鍵地區(qū)。這一地區(qū)有很好的地熱資源潛力，又有因冬冷夏熱的氣候而實施供暖制冷的強烈呼聲，因此我牽頭向中辦國辦上報了《關(guān)于加速規(guī)?；_發(fā)長三角地區(qū)地熱能源，助力該區(qū)提前實現(xiàn)碳達峰的建議》?；谠摰貐^(qū)建筑用能不斷增加、火電擴容受限的現(xiàn)狀，而地熱能開發(fā)潛力巨大、成本優(yōu)勢突出、推廣經(jīng)驗成熟、應(yīng)用前景可期的可行性判斷，建議把地熱能開發(fā)利用納入“十四五”相關(guān)規(guī)劃，研究提出地熱能開發(fā)利用產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖，出臺有關(guān)地熱能供暖和制冷的激勵性政策，制定地方性地熱能利用的行業(yè)標準規(guī)范并加強監(jiān)管，推動長三角地區(qū)提前實現(xiàn)“雙碳”目標，成為全國乃至世界的榜樣。

國家已經(jīng)意識到地熱能對實現(xiàn)“雙碳”目標的重要性。在中共中央政治局就“努力實現(xiàn)碳達峰碳中和目標”進行的第三十六次集體學習會議上，習近平總書記明確指出，要加快發(fā)展有規(guī)模有效益的風能、太陽能、生物質(zhì)能、地熱能、海洋能、氫能等新能源，統(tǒng)籌水電開發(fā)和生態(tài)保護，積極安全有序發(fā)展核電。國家基金委準備搞“雙碳”規(guī)劃，已經(jīng)把地熱放進去了。我國已明確將地熱能作為可再生能源供暖的重要方式，正在積極研究促進地熱能開發(fā)利用的具體措施，加快營造有利于地熱能開發(fā)利用的政策環(huán)境。中國地熱發(fā)展將迎來一個黃金時期。

中國石油石化：為實現(xiàn)“雙碳”目標，傳統(tǒng)能源行業(yè)面臨著轉(zhuǎn)型壓力。發(fā)展地熱產(chǎn)業(yè)，它們是否有文章可做？

汪集暘：在清潔高效和降碳節(jié)能的雙重壓力下，傳統(tǒng)能源行業(yè)正在試圖借助發(fā)展地熱產(chǎn)業(yè)，促進自身能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型。現(xiàn)在從事煤炭、石油、天然氣、核能等能源生產(chǎn)的大型央企普遍投資地熱能。它們發(fā)展地熱產(chǎn)業(yè)，在資源、基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)上擁有多重優(yōu)勢，已經(jīng)成為地熱產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)頭羊。例如，中核集團在西藏谷露成功打出高溫地熱井，正在推進地熱發(fā)電項目；中國石油計劃在大慶油田大規(guī)模開發(fā)利用地熱能，近日已經(jīng)順利完成松遼盆地首對U型地熱井組“取熱不取水”循環(huán)換熱試驗工程——大慶油田朝熱R3-U1 井組；中國石化在雄安造就了地熱開發(fā)利用的“雄安模式”，而且將在2023 年10 月承辦被譽為“地熱界的奧林匹克”的第七屆世界地熱大會。

積極探索

中國石油石化：確如您所說，油氣行業(yè)作為傳統(tǒng)能源行業(yè)對地熱有一些探索利用。您認為目前利用程度如何？

汪集暘：以“三桶油”為代表的中國油氣企業(yè)，對地熱能利用皆有所探索，有所建樹。

上世紀80 年代開始，中國石油就已在華北、遼河、大慶等油田實施了一批地熱開發(fā)利用項目。2007 年，我與徐建忠、何祚庥等十余位中國科學院院士受邀參加“中國能源可持續(xù)發(fā)展院士考察調(diào)研系列活動”，對大慶油田進行了為期兩天的考察調(diào)研。我就大慶油田地熱能的開發(fā)利用提出了建言，希望為大慶油田建設(shè)“百年油田”拓展新的思路?，F(xiàn)在大慶油田正在進行的地熱能利用熱泵改造項目有30 余個。據(jù)悉，中國石油在河北雄安新區(qū)及周邊、河北唐山、山東德州、天津等地推動的6 個“地熱供暖”項目，就實現(xiàn)了900多萬平方米的供暖面積。

中國石化在地熱產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域更為活躍。2013 年出臺了《關(guān)于中國石油化工集團公司地熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》，把地熱資源開發(fā)作為一個單獨產(chǎn)業(yè)進行整體規(guī)劃。打造了國家地熱能中心、地熱能標準化委員會、中冰地熱合作中心、中國石化地熱重點實驗室。中國石化新星公司已發(fā)展成為全國常規(guī)地熱資源開發(fā)利用的第一大公司，在地熱供暖、地熱水產(chǎn)業(yè)化利用等方面形成了較為成熟的配套技術(shù)。尤其值得稱道的是，中國石化在雄安實現(xiàn)了90%以上的供熱需求由地熱供應(yīng)，基本消滅了傳統(tǒng)的燃煤鍋爐，建成了一座“無煙城”，被國家能源局認可為“雄安模式”。雄安模式還被國際可再生能源機構(gòu)列入了全球推廣項目名錄。

中國海油也在向地熱領(lǐng)域發(fā)展。其位于天津濱海新區(qū)的渤海石油基地，開發(fā)利用基地所在區(qū)域的地熱資源，用于基地職工的洗澡和供暖，收到了良好的社會反響和節(jié)能效果。

中國石油石化：您看好油氣企業(yè)發(fā)展地熱能嗎？

汪集暘：當然，而且尤其看好在油田區(qū)發(fā)展地熱。

首先，油田區(qū)地熱資源量很大。我國含油氣盆地不僅富含油氣，而且富含水熱型地熱資源，尤其我國東部油田區(qū)與東部地熱資源區(qū)大面積重疊。據(jù)估算，僅大慶油田所在的松遼盆地北部地熱資源總量就達2.9×1021焦耳，折算標準煤988×108噸，地熱能可采資源量為8.9×1019焦耳，折合標準煤3.04×109噸。經(jīng)初步查明，下遼河平原4000 米以淺的地熱能總量為10083×1017焦，相當于340×108噸標準煤，可開采地熱能相當于10×108噸標準煤。一些油田的井口溫度可達100℃以上，且水量豐沛。像這樣的油田，比起增產(chǎn)改造，完全可以逐步轉(zhuǎn)變?yōu)椤暗責崽铩保б娓陀^。

其次，油田區(qū)有很多可用于開發(fā)地熱資源的現(xiàn)成設(shè)施。例如，油田開發(fā)至中后期，因可采油氣資源日益枯竭，會留存大量的閑置井、長停井、廢棄井。這些井雖然不具備油氣生產(chǎn)條件，對油氣開發(fā)來說使用價值很小或已沒有使用價值，但可以用來進行地熱資源開發(fā)利用。大部分長停井可以直接通過改造用于地熱資源開發(fā)，廢棄井中也有部分可以改造為地熱井。僅需對這些井投入少量資金，利用有效的技術(shù)方法加以改造，便可變廢為寶，成為地熱井，而取熱能力、使用壽命等與一口新建地熱井沒有太大區(qū)別。遼河油田興采一礦將廢棄油井改造為地熱井，利用高效熱泵技術(shù)實現(xiàn)興采一礦3.5 萬平方米辦公區(qū)及廠房冬季供暖，取締了燃煤鍋爐。長慶油田利用長停井成49-24 成功開發(fā)地熱井，采取“取熱不取水”的技術(shù)思路，不斷從地層換取熱量，再通過地源熱泵機組進行熱量交換，將低溫水轉(zhuǎn)化為高溫水，對生產(chǎn)生活區(qū)域進行供熱，待水溫下降后再循環(huán)到地熱井中加溫，周而復(fù)始地循環(huán)利用地熱能。據(jù)測算，比打新的地熱井可節(jié)省投資200 余萬元，同時也降低了地熱開發(fā)風險。

我認為根據(jù)東部地區(qū)的地熱資源條件，發(fā)展地熱發(fā)電是不合適的，因為溫度不夠高，發(fā)電效率較低，但在油田區(qū)是例外。因為油田區(qū)有足夠多的可利用的長停井、廢棄井，打井成本大大降低，而且可以形成較大的規(guī)模。據(jù)近幾年的初步研究，我國的中小型油田可供發(fā)電的中低溫地熱資源就能夠建成2000 兆瓦以上規(guī)模的發(fā)電能力。利用油田伴生中低溫地熱資源發(fā)電在經(jīng)濟上是可行的。華北油田第三采油廠留北地熱站作為我國第一個利用油田伴生地熱資源發(fā)電的電站，裝機容量達400千瓦。

最后，油田區(qū)有綠色用能的需求。比如，油管加熱、油管清洗、油水分離、辦公生活區(qū)取暖，不論是燒煤還是燒油，都會產(chǎn)生碳排放。為響應(yīng)國家“雙碳”戰(zhàn)略的總體要求，油氣田企業(yè)必須把綠色低碳納入油區(qū)發(fā)展戰(zhàn)略。而且在目前相對較高的油價下，燒油氣取熱顯然也不劃算。包括大慶油田在內(nèi)的我國東部含油氣盆地多已步入“老年期”，油氣開采含水率多在90%以上。只取油而把熱水扔掉，是一種能源的浪費。何不把這部分能源利用起來，替代燃煤、燃油，實現(xiàn)用能、節(jié)能、減排、降碳以及社會效益、經(jīng)濟效益等方面的多贏？

群策群力

中國石油石化：為促進油田區(qū)地熱發(fā)展，您有什么建議？

汪集暘：油田區(qū)地熱是一個看得見摸得著的金礦，而且是一塊大肥肉。我認為石油系統(tǒng)發(fā)展新能源，尤其是油氣生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展新能源，可以把地熱作為首選，因為具備了開發(fā)地熱業(yè)務(wù)的先發(fā)優(yōu)勢。比如，油氣生產(chǎn)企業(yè)長期在礦權(quán)區(qū)內(nèi)進行油氣勘探開發(fā)，對區(qū)內(nèi)的地質(zhì)情況已經(jīng)摸得很透，掌握了大量的地溫觀測和水文地質(zhì)數(shù)據(jù)。一方面已經(jīng)知道了哪里有比較好的熱背景，另一方面有前面所說的可利用的大量長停井、廢棄井，加以改造就能產(chǎn)生巨大的社會效益和經(jīng)濟效益。

●以地熱為主的熱力管網(wǎng)，造就了雄安“無煙城”。

但是，感覺目前油田區(qū)地熱發(fā)展還不夠理想，開發(fā)利用程度還不夠。首先希望轉(zhuǎn)變地熱開發(fā)利用的觀念，重視地熱資源的開發(fā)利用，抓住地熱發(fā)展的戰(zhàn)略機遇期，積極拓展地熱產(chǎn)業(yè)布局。然后在“合理開發(fā)、梯級利用”的總的指導(dǎo)思想下，摸清各油田的地熱資源家底。哪些熱水資源能開發(fā)，哪些不能開發(fā)；哪些近期不能開發(fā)，今后能開發(fā)……先排個隊，算個地熱資源明細賬。一些油田地熱利用初具成效，但整體利用率不高的制約因素之一就是家底數(shù)據(jù)不夠清晰。再按照各油田的現(xiàn)實需求及地熱資源的具體情況算算經(jīng)濟賬，考慮清楚哪些項目收益最大、收益最高，哪些項目對油田長遠發(fā)展最有利，對伴熱輸油、生活基地供暖、中低溫地熱發(fā)電等地熱開發(fā)利用項目進行科學合理的排序。

總體來說，地熱資源開發(fā)利用在各油田沒有統(tǒng)一、固定的模式可循，必須具體情況具體處理，進行油、氣、水開發(fā)的統(tǒng)籌安排，最終實現(xiàn)熱水資源溫度從高到低都可以充分開發(fā)利用，做到“吃干榨凈”。找到好的切入點很重要。根據(jù)不同油田的具體情況，建立地熱開發(fā)利用的示范區(qū)，應(yīng)當是一個相當不錯的做法。

我很高興地看到，在“雙碳”目標下，石油系統(tǒng)對地熱利用有了進一步的重視。比如，中國石油按照“清潔替代、戰(zhàn)略接替、綠色轉(zhuǎn)型”三步走總體部署和新能源新業(yè)務(wù)發(fā)展規(guī)劃，加快推動地熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展和布局，努力構(gòu)建“油氣熱電氫”五大能源平臺。發(fā)布的《地熱業(yè)務(wù)“十四五”發(fā)展規(guī)劃》進一步明確“十四五”期間將在清潔替代、對外供能兩個方向積極開拓發(fā)展地熱產(chǎn)業(yè)，打造京津冀清潔供暖示范、東北用能替代示范和長三角采暖制冷示范“三大示范區(qū)”。

但不可否認的是，現(xiàn)在各油氣田企業(yè)開發(fā)利用地熱有難度甚至有阻力。若能在各級領(lǐng)導(dǎo)的重視和參與下，科學、合理地開發(fā)利用這一巨量的綠色可再生能源，將對油田的長遠發(fā)展產(chǎn)生巨大影響。期望相關(guān)各方群策群力，開動腦筋，讓更多的油田變熱田。我相信將來油田地熱開發(fā)利用之花，定能開遍祖國大地！