貴州未來五年新能源產(chǎn)業(yè)將主推地熱能

——本刊記者連線采訪貴州大學副教授裴鵬

貴州省能源局近日印發(fā)《貴州省地熱能產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十四五”規(guī)劃》(以下簡稱《規(guī)劃》)，對貴州省推動地熱能產(chǎn)業(yè)發(fā)展部署了一系列重大計劃、重點任務，并給予保障措施。近日，本刊記者電話連線采訪了參與貴州地熱“十四五”規(guī)劃評審的貴州大學副教授裴鵬，他向記者介紹了《規(guī)劃》的主要特點及意義，并分析了貴州地熱資源的優(yōu)勢及未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢。

“規(guī)劃初稿出來以后，我作為評審專家參加了貴州省能源局組織的評審會。”裴鵬介紹，這份文件是貴州首次出臺地熱領域的專項規(guī)劃，為貴州地熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展指明了方向。他認為未來將會有更多的政策出臺，包括更具體的支持政策等。“十四五”期間，加快推動地熱能產(chǎn)業(yè)發(fā)展將是貴州基礎能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向之一。

1 多部門聯(lián)動出臺頂層設計規(guī)劃

裴鵬認為《規(guī)劃》最大的特點是提出并明確了貴州地熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展的目標、布局和任務，并且總結了以往省內(nèi)地熱產(chǎn)業(yè)的發(fā)展經(jīng)驗，這樣有利于吸引更多的市場主體進入。“規(guī)劃在編制過程中征詢了住建、國土、生態(tài)環(huán)境、水利、財政等省直部門以及地州市的意見，體現(xiàn)了更周全和務實的考量，同時也凝聚了共識、明確了任務，為以后貴州地熱產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展提供了保障。”

裴鵬說，近年來包括貴州省能源局在內(nèi)的相關主管部門一直對地熱資源開發(fā)利用很重視。另一方面，貴州省內(nèi)特殊的巖溶地質條件也給地熱能到開發(fā)利用帶來了獨特的挑戰(zhàn)，因此貴州省科技廳等部門也一直在支持貴州大學等省內(nèi)科研院所開展相關研究工作，努力形成“產(chǎn)學研”協(xié)同體系。“所以應該說前幾年打下了很多基礎，積累了一定的地熱開發(fā)利用經(jīng)驗。”

2018年12月，貴州省啟動實施《貴州省十大千億級工業(yè)產(chǎn)業(yè)振興行動方案》，十大千億級工業(yè)產(chǎn)業(yè)包括基礎能源、清潔高效電力、新型建材、現(xiàn)代化工、優(yōu)質煙酒、先進裝備制造、基礎材料、生態(tài)特色食品、大數(shù)據(jù)電子信息、健康醫(yī)藥。其中，“淺層地熱能”被列為基礎能源產(chǎn)業(yè)之一。

“基礎能源產(chǎn)業(yè)包括了煤炭、非常規(guī)天然氣、生物質能源和淺層地熱能，而把淺層地熱能專門提出來，就足以說明省里面尤其是高層領導很重視淺層地熱能產(chǎn)業(yè)在貴州的發(fā)展。”他表示，“十四五”期間貴州省的新能源將主要圍繞地熱產(chǎn)業(yè)來做。

2 貴州地熱資源具有獨特的優(yōu)勢

記者注意到，在這份《規(guī)劃》中兩次提及貴州省淺層地熱能“具有熱導率高、可再生能力強等獨特優(yōu)勢和特點”，獨特的地熱資源優(yōu)勢與貴州巖溶地質環(huán)境有很大的關系。據(jù)了解，貴州省大部分地方是巖溶地區(qū)，地層巖體導熱性好、換熱能力強。加上貴州省地下水資源豐富，流動性很好，有利于巖體的換熱。

裴鵬介紹，巖溶地質條件有兩個特點：一個是地層以碳酸鹽巖(石灰?guī)r、白云巖)為主，巖體的導熱率較高。另一個是裂隙等巖溶構造構成了導水體，地下水徑流量大，對流換熱作用有利于緩解蓄能巖體的熱失衡風險，所以說可再生能力強。

近年來，貴州地熱能相關科技創(chuàng)新工作逐步展開。《規(guī)劃》中介紹，“貴州大學承擔主持了巖溶水文地質條件對地埋管鉆孔傳熱特性影響機理研究、基于?分析法的巖溶地區(qū)地源熱泵流固耦合傳熱機理研究兩項國家自然科學基金。”而上述這兩項國家自然科學基金項目正是裴鵬目前所主持的項目。據(jù)他介紹，這也是目前國家自然科學基金委員會資助的關于巖溶地區(qū)地熱開發(fā)研究的“唯二”課題。

“目前省內(nèi)淺層地熱開發(fā)的一大挑戰(zhàn)就是成本高。我們現(xiàn)在的研究都是以巖溶地區(qū)獨特的水文地質條件為背景，一是揭示巖溶地區(qū)地下?lián)Q熱和蓄能過程的機理，二是開發(fā)新的回填技術和材料，最終提高單位孔深換熱量，優(yōu)化埋管布局，從而降低成本。”裴鵬說。

目前貴州尚未研究制定發(fā)布適宜貴州巖溶山區(qū)的淺層地熱能勘查評價、開發(fā)利用等方面的地方技術標準、規(guī)范規(guī)程及技術要求。“貴州巖溶地區(qū)地質條件很特殊，而目前的規(guī)范和技術指南都是以北方非巖溶地區(qū)的地質背景制定的。”接下來，對于裴鵬及其團隊來講還有許多的工作要開展。

3 地熱能技術助力工業(yè)企業(yè)減排

貴州日照偏少、陰冷潮濕的氣候條件，采用清潔低碳、節(jié)能環(huán)保、持續(xù)穩(wěn)定、技術工藝成熟的地熱能進行供暖(制冷)是經(jīng)濟適用的選擇。正如裴鵬所言，“貴州冬季沒有強制性集中供暖的剛需，但實際上氣候濕冷，市場上是有供暖需求的。”

隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，人民群眾對美好生活的需求日益增長，推動南方供暖供冷已提上了議事日程。《規(guī)劃》著重提到，推動南方區(qū)域集中供暖供冷是改善民生的重大需求。大力推動地熱能在居民集中供暖(制冷)領域的推廣使用，將極大地提高居民的生活質量，增強其獲得感、幸福感，對提升城市品位、改善民生意義重大。

裴鵬表示，地熱能作為低碳清潔能源，在我國實現(xiàn)碳達峰、碳中和進程中將發(fā)揮積極作用。“隨著我國雙碳目標的提出和落實，不久的將來很多工業(yè)企業(yè)將面臨碳減排的任務和壓力，這也是一種‘剛需’，那么淺層地熱能作為一種重要的低碳基礎能源，就會有更廣闊的市場和更大的機遇。”

他認為要實現(xiàn)《規(guī)劃》中提出的“預計新增地熱能供暖(制冷)面積2000萬平方米，‘十四五’末全省累計達到2500萬平方米，產(chǎn)業(yè)增加值突破80億元”這一目標，除居住、公建、辦公等傳統(tǒng)采暖市場外，還應瞄準工業(yè)部門控制溫室氣體排放的需求。比如，對一些企業(yè)來說，從生產(chǎn)線和工藝上進行減排的成本和技術難度較高，那么可以以地源熱泵為基礎，整合包括工業(yè)余熱、屋頂光伏等多種低碳能源，通過多能互補技術提高該企業(yè)的清潔用能比例，降低整體碳強度，為企業(yè)的碳減排方案和節(jié)能改造提供個性化的服務。

(注：原文刊登于2021年11月《中國地熱》雜志)