2024-03-09 農(nóng)歷甲辰年 正月廿九
地?zé)崽N含巨大潛力

受訪專家:

煤炭科學(xué)研究總院研究員 陳大野

北京交通大學(xué)碳中和科技與戰(zhàn)略中心特約研究員 鄭挺穎

本報記者 張芳

各國對清潔能源的開發(fā),目前最多集中在太陽能、風(fēng)能和水能上。實際上,作為一種可再生能源,地?zé)岬木薮鬂摿σ脖粡V泛看好。無論發(fā)電、供暖,或是單純享用地?zé)釤崴伎梢詾槿藗兩顜聿簧俑纳啤?/p>

據(jù)煤炭科學(xué)研究總院研究員陳大野介紹,地?zé)崮苁怯傻貧こ槿〉奶烊粺崮埽彩菍?dǎo)致火山爆發(fā)或地震的能量來源,其來自地球內(nèi)部的熔巖,主要以熱力形式存在。憂思科學(xué)家聯(lián)盟估計,處于地球表面以下3.3萬英尺(約為1萬米)內(nèi)的地?zé)崮芩芰?,大約是世界石油和天然氣的5萬倍。經(jīng)初步估算,我國地?zé)豳Y源約占全球地?zé)豳Y源的1/6,可謂儲量豐富。

“地心每時每刻都在向地表輻射熱量,其所含能量若不能被有效利用,就是一種浪費。”陳大野說,地?zé)崮芾每梢苑譃槿∷偷責(zé)衢_發(fā)模式和取熱不取水地?zé)衢_發(fā)模式,后者無需開采地下水,只是在地下封閉空間內(nèi)進(jìn)行換熱即可。

相比太陽能、風(fēng)能等,地?zé)崮荛_發(fā)不需要占用太大的地面空間,也沒有太多設(shè)備材料需要回收,其主要依賴鉆探后的地下作業(yè),且一旦地下開發(fā)系統(tǒng)就位,使用壽命可長達(dá)四五十年,甚至更久。正因如此,在全生命周期的碳排放總量上,地?zé)崮苊黠@低于光伏發(fā)電或風(fēng)電等。

對地?zé)崮艿睦?,其實很早就已存在,比如利用溫泉沐浴、醫(yī)療,或利用地下熱水發(fā)展溫室農(nóng)業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖、烘干谷物等。但真正認(rèn)識地?zé)豳Y源,并進(jìn)行較大規(guī)模的開發(fā)利用始于20世紀(jì)中葉。經(jīng)過多年的技術(shù)積累,目前我國地?zé)豳Y源利用已形成多用途并行的格局。

供暖或制冷。通過地下熱水管道將地?zé)崮茌斔偷绞覂?nèi),再通過轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)化為能量供暖或制冷。這種方式不但可以減少空氣污染,還能降低能源消耗。北京交通大學(xué)碳中和科技與戰(zhàn)略中心特約研究員鄭挺穎進(jìn)一步解釋說,此類供暖或制冷方式只適用于地?zé)崮軆α枯^大的地區(qū),有一定的范圍限制。自2014年起,河北雄縣就決定用地?zé)釣橹鞯募泄崛〈济?,?019年,雄縣11個自然村5000余戶村民已能在冬天用上地?zé)峁┡?023年,深圳、三亞和廣州等地開始試運行集中供冷,而國內(nèi)常見的集中供冷形式之一就是利用淺層地?zé)崮艿牡卦礋岜眉夹g(shù)。

電力。利用地?zé)崮馨l(fā)電是一種非常有前途的應(yīng)用。由于地下高溫熔巖會將附近的地下水加熱,直接鉆井取用這些熱水或水蒸氣,驅(qū)動渦輪機運轉(zhuǎn),即可實現(xiàn)地?zé)岚l(fā)電。相比其他清潔能源,地?zé)崮茏畲蟮膬?yōu)勢是穩(wěn)定。這意味著,在與其他不穩(wěn)定可再生能源協(xié)同工作時,地?zé)峥梢园l(fā)揮類似火電的調(diào)峰作用。

溫泉。一般而言,發(fā)電需要的地?zé)釕?yīng)當(dāng)是溫度越高越好,中低溫地?zé)釀t更適于發(fā)展區(qū)域供暖、旅游、康養(yǎng)、保健等。比如,云南騰沖地區(qū)有著獨特的地?zé)峋坝^,沸泉、大滾鍋、噴氣孔等都可以作為一種寶貴資源,為當(dāng)?shù)芈糜魏拖嚓P(guān)產(chǎn)業(yè)帶來豐厚的經(jīng)濟收益。

綜合利用。在農(nóng)業(yè)、鋼鐵冶煉等領(lǐng)域,地?zé)崮芤灿幸欢ǖ氖┱箍臻g。比如,將地下熱水通過管道導(dǎo)入田間,可以促進(jìn)作物生長;將地?zé)崮芤牍S,可以提供高溫高壓的生產(chǎn)條件等。

中國科學(xué)院院士汪集旸在接受媒體采訪時曾表示:“不論發(fā)展什么能源,核心原則都是第一看稟賦,第二看需求,地?zé)嵋膊焕?。”我國地?zé)豳Y源雖然豐富,但主要以中低溫為主,高于150℃的高溫地?zé)豳Y源僅分布在西藏地區(qū)、云南騰沖和臺灣。因此,在高溫地?zé)嶝S富的西部地區(qū),選擇地?zé)岚l(fā)電很有現(xiàn)實意義,反之則應(yīng)優(yōu)先發(fā)展地?zé)峁┡?

陳大野說,地?zé)崮艿拈_發(fā)與利用仍是一個充滿挑戰(zhàn)的領(lǐng)域,地?zé)崮艿奈磥黹_發(fā)目標(biāo)是地下2萬米這一層位。目前,美國麻省理工學(xué)院孵化的公司在開發(fā)這一深度地?zé)崮艿难b備方面已有突破性進(jìn)展,待新技術(shù)、新裝備成熟且普及后,地?zé)崮苁褂镁蛯⒏弦粋€臺階,有望大量替代煤炭、天然氣。▲