未来,需制定地热资源梯级利用标准,打通从热量提取到灵活调度的全链条技术路径,持续提升资源利用率。

近期,山西发布的《山西省推动城市地热供暖行动方案》提出,到2030年全省地热供暖面积提升至1亿平方米以上。北京今年也出台政策,对符合条件的新能源供热项目给予最高30%的建设投资补贴。此外,今年全国多地利用地热的非供暖季制冷、工业、储能项目也密集落地。

万亿储量待掘地热开发“升温”;“重供暖、轻发电”使高温资源利用不足单一利用方式也难红果参种植技术及管理方法以发挥地热的多层次利用价值

虽然地热发展正“升温”,但也需看到产业发展的困难。“重供暖、轻发电”使高温资源利用不足,单一利用方式也难以发挥地热的多层次利用价值。要发挥地热资源最大价值,需梯级利用地热资源,匹配不同用能需求。

当前,我国地热资源储量丰富,技术储备、专业人才和产业链等实力强劲。未来,需制定地热资源梯级利用标准,打通从热量提取到灵活调度的全链条技术路径,持续提升资源利用率。

传统印象中,地热总与火山活动相关。中国矿业大学地热资源研究中心教授乔伟在接受《中国能源报》记者采访时表示:“‘火山型’地热属于能量巨大但分布局限的特例。而更广泛存在的地热资源,主要受地球内部自身热量、放射性元素衰变生热,以及地质构造控制。”!

我国地热资源约占全球总量的六分之一,地热资源分布于青藏高原、华北平原、松辽盆地、东南沿海等多个地区,资源类型丰富、地域差异显著,为实施差异化开发提供了天然条件。

万亿储量待掘地热开发“升温”;“重供暖、轻发电”使高温资源利用不足单一利用方式也难红果参种植技术及管理方法以发挥地热的多层次利用价值

“地下200米以内的,通常是浅层地热资源,温度低于25摄氏度。可以利用地表与室外空气温差,在冬季供暖、夏季制冷。地下200米以下到3000米的,是中深层地热资源,我们熟知的温泉就是其中一种。”南京天加能源科技有限公司董事王强在接受《中国能源报》记者采访时表示,当前,中国地热资源开发利用多以浅层和中深层的水热型地热为主。地下3000米以下还存在高温岩体,温度可超180摄氏度甚至200摄氏度以上,资源开发技术门槛高、难度大,是未来高端地热开发的核心方向。

但也需看到,不同于煤炭、石油等常规能源资源,地热的核心价值在于热量本身,而非物质的固态或液态形式。热量难以远距离高效运输,是地热利用的难点。虽然近几年储热技术持续发展,但直接与地热系统集成的规模化项目尚不多见。

当前,城市和工业设施的邻近性,仍是地热项目经济评价中的重要考量因素。王强指出:“地热能储运难度大、辐射范围有限,多为本地利用。因此在地热开发前期,必须先明确就近消纳场景与应用去向。只有兼备优质地热资源储量,且周边有稳定配套用热需求的项目,才具备开发价值。”….

我国高温、浅埋、高储量、近负荷用户的优质地热资源相对稀缺,地热产业市场化程度整体偏低。但企业需要通过市场发展,才能落地高效找热、精准取热等前沿技术,行业发展面临困难。

当前,我国地热资源开发也多遵循“高温发电、中低温供暖”的线性思路,未能发挥资源多层次利用价值。例如温度在120—150摄氏度之间的地热资源,常被直接用于供暖甚至废弃,理论上完全可以转化为“高温段发电+中低温段供暖”的组合方案。

近年来,关于地热资源梯级利用的呼吁不断,差异利用不同温度的地热资源,能有效摊薄地热开发成本,延长利用链条,是充分发挥地热资源利用价值的关键路径。

乔伟解释,梯级利用根据地热水从高温到低温的温度梯度,依次匹配不同品级的用能需求。高温地热先用于发电,发电后的中温尾水用于建筑供暖或工业热利用,低温尾水再用于温室种植、水产养殖或热泵提热,最终将资源利用率提升至接近100%。

虽然路线明确,但地热资源梯级利用落地仍有不小难度。王强表示:“国内多数区域的资源温度难以达到发电要求,即使具备高温资源,发电尾水降温后进入供暖环节,管道结垢、腐蚀风险也会显著上升。整体来看,同步统筹热能、水资源、矿泉资源开发,把各类适配设备与工艺系统集成、稳定联动,实现长期安全运营与持续收益,目前仍存在不小的技术与落地挑战。”此外,各地地热行业管理标准不统一、地热发电上网电价及配套政策不完善等因素也影响着地热资源梯级利用。

关于地热开发,其他国家如何布局?在欧美、东非等地,高温水热型资源丰富、埋浅、品位高。王强表示:“在一些地热开发成熟的国家,依靠庞大市场体量、复用油气开采成熟工艺,已实现水热型、无水型地热资源的规模化高效开发。”。

王强也表示,在地热勘探、高温钻井、装备制造、工程设计建设等核心领域,我国的技术储备、专业人才及产业链实力均位居全球顶尖水平。但我国地热资源分布条件特殊,在临近负荷的中东部地区,地热以低温、低渗透、高矿化度资源为主,需采用适配的开发利用技术。此外也需政策支持,推进成熟示范项目复制推广、地热能发电商业化应用。

围绕地热开发,我国也主动寻求国际合作。2025年,我国和冰岛发布了《关于进一步加强地热和绿色转型合作的联合声明》,提出将在长期合作基础上,加强政府间、行业间合作,在全球、地区和国家层面开发地热能潜力,推广地热能利用。冰岛是地热梯级利用最为成熟的国家之一,已形成“先发电后供暖再热泵”等多种梯级组合路径。

中国矿业大学矿区深部零碳负碳技术教育部工程研究中心副教授解经宇说,对照国际地热开发经验,我国需在多个方面加快突破。要推进中深层地热发电产业化,释放高温资源发电潜力,改变当前“重供暖、轻发电”的格局。也要制定针对不同温度品级地热资源的分类开发与梯级利用标准。还需要加强地热与熔盐储热、热泵集成等技术的耦合研发,打通从热量提取到灵活调度的全链条技术路径。此外,还应在资源富集区推动集中式与分布式相结合的规模化梯级利用示范,为全国提供可复制的工程技术方案与管理制度样板。