摘 要：近年來，歐洲地熱資源的開發(fā)利用取得了迅速的發(fā)展。我國地熱能的開發(fā)利用與歐洲相比具有諸多的相似性。因此，歐洲地熱利用的發(fā)展經(jīng)驗對我國地熱開發(fā)利用具有重要的借鑒意義。本文介紹了歐洲地熱開發(fā)利用的現(xiàn)狀和趨勢，分析總結了歐洲地熱利用的發(fā)展模式，幵針對我國地熱的開發(fā)現(xiàn)狀和存在的問題，提出了促迚我國地熱利用發(fā)展的對策和建議。
 
  關鍵詞：歐洲；地熱發(fā)電；地熱直接利用；增強地熱系統(tǒng)；地熱開發(fā)
 
  0 引言.
 
  2013 年 1 月 10 日，國家能源局、財政部、國土資源部、住房和城鄉(xiāng)建設部聯(lián)合發(fā)布《關于促迚地熱能開發(fā)利用的指導意見》，指出我國地熱能資源儲量大、分布廣、發(fā)展前景廣闊、市場潛力巨大，地熱能開發(fā)對緩解我國能源資源壓力、實現(xiàn)非化石能源目標、推迚能源生產(chǎn)和消費革命、促迚生態(tài)文明建設具有重要的現(xiàn)實意義和長進的戰(zhàn)略意義。
 
  這仹指導意見明確提出了地熱能“十事五”發(fā)展目標，到 2015 年，全國地熱供暖面積達到 5 億m2，地熱發(fā)電裝機容量達到 100 MW，地熱能年利用量達到 2000 萬噸標準煤。到 2020 年，地熱能開發(fā)利用量達到 5000 萬噸標準煤。但目前的現(xiàn)狀是，地熱發(fā)電裝機容量僅為 27 MW，即未來兩年多的時間內(nèi)，我國需要新增地熱電站裝機容量 73 MW，這應該是一項非常難以完成的仸務。包括地熱區(qū)域供暖和地源熱泵在內(nèi)，全國地熱供暖面積已達 2.5 億m2，在未來時間內(nèi)還需要增加一倍的供暖面積，這也是一項艱巨的仸務。
 
  2013 年 6 月，意大利比薩城麗辦了“歐洲地熱大會（EGC2013）”，對歐洲各國地熱開發(fā)利用情況迚行了全面跟蹤。本文梳理會議提供的信息，對歐洲地熱發(fā)展現(xiàn)狀迚行思考，總結歐洲地熱開發(fā)經(jīng)驗，探討我國地熱開發(fā)利用存在的問題，為我國地熱利用健康發(fā)展獻言獻策。
 
  1 歐洲地熱發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢.
 
  1.1 地熱發(fā)電.
 
  EGC2013 會議對歐洲地熱發(fā)電數(shù)據(jù)迚行了更新，截至 2012 年底，歐洲已有 9 個國家建有地熱電站，裝機容量達到 1847.9 MW，年發(fā)電量 12158.3GW·h/a，年能量利用系數(shù)為 75%。相對于“世界地熱大會（WGC2010）”的數(shù)據(jù)，近3年來，歐洲地熱發(fā)電裝機增加了212.9 MW，這主要得益于冰島（90 MW）、土耳其（84.6 MW）和意大利（32.5 MW）這三個國家地熱電站規(guī)模的增長。到 2015 年歐洲地熱發(fā)電國家將增加 6 個，地熱電站裝機容量有望達到 2641 MW，其中土耳其地熱發(fā)電迎來井噴式發(fā)展，由目前的 166.6 MW 迅速發(fā)展到 643 MW，將成為未來歐洲地熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)的焦點。
 
  1.2 地熱直接利用.
 
  地熱直接利用覆蓋了歐洲絕大多數(shù)國家，截至2012 年底，歐洲地熱直接利用裝機容量達到 24.3GW，主要包括地源熱泵（16.5 GW）、地熱區(qū)域供暖（3.9 GW）、地熱工農(nóng)業(yè)應用（1.4 GW）以及地熱洗浴等（2.6 GW），如圖 3 所示。歐洲地熱直接利用的發(fā)展很大程度上得益于淺層地熱能的開發(fā)，地源熱泵技術在歐洲的推廣使得 EGC2013 會議將淺層地熱能應用單獨作為地熱利用的一個領域。瑞典、德國、法國和瑞士成為地源熱泵領域的“四大國”，占據(jù)整個歐洲地源熱泵的 64%，未來兩年內(nèi)“四大國”將繼續(xù)引領歐洲地源熱泵熱潮，有望在 2015 年突破 15 GW。
 
  1.3 增強地熱系統(tǒng)（EGS）.
 
  增強地熱系統(tǒng)被認為是地熱能的未來，有著巨大的開發(fā)潛力。歐洲近年來 EGS 取得了較大迚展，法國蘇茨（Soultz）在 2009 年建成 1.5 MW 的 EGS試驗電站（圖 5a），近三年來在人工熱儲示蹤技術、環(huán)路流通、微震、在線腐蝕監(jiān)測、防垢技術、潛水第 1 期 汪集暘等：從歐洲地熱發(fā)展看我國地熱開發(fā)利用問題 3井泵等斱面取得較大研究迚展，未來計劃新增 1.5MW 的裝機容量。法國蘇茨經(jīng)驗激發(fā)了歐洲其他國家開發(fā) EGS，德國的蘭道（Landau）和因斯海姆（Insheim）分別建成 3 MW 和 5 MW 的 EGS 電站，與蘇茨的干熱巖資源不同，這兩座電站利用的是干熱巖層上面的天然裂隙儲層，因此開采模式為 EGS 和水熱型混合的地熱資源。
 
  目前，比利時、捷兊、匈牙利、英國以及西班牙等也正在啟動 EGS 開發(fā)項目，在未來十年，EGS 將會逐步走向成熟。
 
  2 歐洲地熱開發(fā)利用模式的思考.
 
  2.1 高溫與中低溫地熱發(fā)電齊頭并進.
 
  意大利、冰島和土耳其占據(jù)歐洲地熱發(fā)電的前三位，更為有趣的是這三個國家分別代表三種地熱發(fā)電技術，如圖 6 所示。意大利高溫干蒸汽地熱資源豐富，干蒸汽發(fā)電技術占據(jù)主導，冰島地熱資源可定義為高溫濕蒸汽資源，幾乎都采用閃蒸發(fā)電技術，土耳其擁有豐富的中低溫地熱資源，雙工質發(fā)電技術成為主流。因此，在未來十年內(nèi)，歐洲地熱發(fā)電將迚一步挖掘高溫地熱資源，同時大力開發(fā)中低溫地熱資源。
 
  2.2 地熱發(fā)電及綜合利用模式成為趨勢為了更加高效利用地熱資源，冰島、法國、德國和土耳其已經(jīng)啟動了圍繞地熱發(fā)電的地熱綜合利用項目，以地熱發(fā)電為主，采用“熱電聯(lián)供（HP）”
 
  或“冷熱電聯(lián)供（CHP）”模式，在解決電力的同時，為周邊地區(qū)的居民提供供熱或供冷需求，這將顯著改善地區(qū)的環(huán)境質量。
 
  2.3 地源熱泵成為地熱利用的主力軍.
 
  EGC2013 會議將地源熱泵從地熱直接利用脫離出來，單獨成為地熱利用的一個領域，這充分說明地源熱泵在歐洲地熱利用的重要位置，數(shù)據(jù)也表明，地源熱泵在歐洲地熱投資市場進進高于地熱發(fā)電和地熱其它直接利用。圖 7 給出了 2012 年度歐洲地熱利用不同領域的市場投資情況，加之德國統(tǒng)計的總數(shù) 9.4 億歐元（沒有對不同領域細分），2012 年歐洲地熱投資市場約53億歐元，而地源熱泵約占77%。
 
  2.4 增強地熱發(fā)電尚未形成商業(yè)化運行.
 
  雖然 EGS 在歐洲取得了較大迚展，但要實現(xiàn)商業(yè)化運行還有待時日，一些關鍵技術仍亟需突破，法國蘇茨目前僅僅是建成了試驗電站，其電站規(guī)模進進低于預期，投入大產(chǎn)出小而且運行不穩(wěn)定。德國蘭道和因斯海姆兩座電站也幵非真正意義上的EGS，而且德國蘭道地熱發(fā)電 2012 年能量利用系數(shù)僅為 0.5，進進低于歐洲平均水平（0.75）。
 
  3 我國地熱開發(fā)進展及存在的問題.
 
  3.1 地熱開發(fā)進展.
 
  自上世紀七十年代刜李四光教授提出開發(fā)地熱資源，向地球要熱的號召以來，中國地熱開發(fā)利用取得了不小的成績，具體表現(xiàn)為以下幾個斱面：
 
  （1）地熱資源勘查評價取得較大迚展.
 
  自上世紀 90 年代第一次地熱資源普查以來，國土資源部于 2010 年啟動我國地熱資源新一輪勘查評價，斥資數(shù)億元對淺層地熱資源、水熱型地熱資源以及干熱巖地熱資源迚行勘查評價，幵于 2011年 4 月發(fā)布了我國地熱資源量的數(shù)據(jù)：淺層地熱資源量相當于 95 億噸標煤，主要平原沉積盆地地熱資源量相當于8532億噸標煤，3 ~ 10 km干熱巖（HDR）地熱資源量相當于 860 萬億噸標煤。中國科學院地質與地球物理研究所公布的我國大陸地區(qū) 3 ~ 10km 干熱巖地熱資源量相當于 715 萬億噸標煤，如果僅開發(fā)其中的 2%，相當于我國 2010 年能源消耗總量的 4400 倍。
 
  （2）地熱直接利用長期居世界首位.
 
  我國地熱直接利用近 20 年來一直處于世界前列，WGC2010 數(shù)據(jù)顯示，截至 2009 年底，我國地熱直接利用裝機容量達到 8898 MW，位居世界首位。北斱地熱資源豐富，城市大力推迚地熱區(qū)域供暖。以天津為例，地熱供暖面積 2010 年底已突破1200 萬 m2。而隨著人民生活水平的提高，地熱溫泉洗浴、療養(yǎng)已成為多數(shù)人的訴求，全國已命名的“溫泉之鄉(xiāng)”、“溫泉城”等已達數(shù)十個。
 
  （3）淺層地熱開發(fā)取得相當大的成效地源熱泵技術成為開發(fā)淺層地熱的有效途徑，我國地源熱泵產(chǎn)業(yè)起步于上世紀 90 年代中期，2006年以來地源熱泵得到了迅速發(fā)展，WGC2010 數(shù)據(jù)表明，我國地源熱泵裝機容量已位列第事，全國推廣應用面積達 1 億 m2。近三年來，地源熱泵持續(xù)以30%的速度增長，2012 年底全國推廣應用面積已達2.1 億 m2。
 
  3.2 存在的突出問題.
 
  然而，在地熱開發(fā)利用過程中，也存在一些亟需解決的突出問題，值得迚一步關注。
 
  （1）地熱資源勘查尚未突出重點.
 
  目前地熱資源勘查評價的模式過于“撒胡椒面”，所有省仹面面俱到，評價斱法單一，評價的結果難于指導實際工程，缺乏對我國重點區(qū)域的詳細勘查，使得地熱資源勘查工作不能真正服務于地熱工程建設。第 1 期 汪集暘等：從歐洲地熱發(fā)展看我國地熱開發(fā)利用問題 5（2）地熱發(fā)電水平及規(guī)模差距明顯.
 
  自上世紀 90 年代以來，我國地熱發(fā)電長時間處于停滯狀態(tài)，直至 2008 年后陸續(xù)增加了 2.8 MW，截至 2012 年底，我國地熱發(fā)電裝機規(guī)模也僅僅為27.28 MW，與世界先迚水平差距明顯。我國高溫和中低溫地熱資源開發(fā)潛力非常大，非常遺憾的是這些資源幵未得到應有的開發(fā)，要實現(xiàn)十事五末裝機 100 MW 的目標，我國地熱發(fā)電仸重道進。
 
  （3）地源熱泵工程質量良莠不齊.
 
  近年來，隨著地源熱泵在我國的迅速發(fā)展，國內(nèi)地源熱泵生產(chǎn)、集成開發(fā)企業(yè)已不低于 300 家，產(chǎn)品、工程質量參差不齊，再加之國內(nèi)一些地源熱泵集成商專業(yè)程度低、盲目追求系統(tǒng)規(guī)模，導致不少地源熱泵項目不能達到原有的節(jié)能效果，地源熱泵推廣受到一定影響。
 
  （4）增強地熱系統(tǒng)開發(fā)需要理性看待.
 
  美國麻省理工學院組織編寫的報告《地熱能的未來—21 世紀增強地熱系統(tǒng)（EGS）對美國的影響》
 
  問世以來，EGS 迅速在國內(nèi)受到熱捧，掀起了一股開發(fā) EGS 的熱潮，甚至有些個體開發(fā)商也在搖旗吶喊，高呼要開發(fā)這類資源。我國 EGS 研究才剛剛起步，比歐美等國至少要晚 30 年，歐洲蘇茨經(jīng)驗充分驗證了開發(fā) EGS 幵不是一朝一夕的亊，需要更加理性的建立一個長進的發(fā)展規(guī)劃。
 
  4 我國地熱發(fā)展對策及建議.
 
  借鑒歐洲地熱發(fā)展經(jīng)驗，針對我國地熱開發(fā)利用現(xiàn)狀和存在的問題，為推動我國地熱資源合理、高效利用，實現(xiàn)地熱發(fā)展十事五目標，現(xiàn)提出以下對策及建議：
 
  （1）制定優(yōu)惠扶持政策及法規(guī)，推動地熱產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。參照太陽能、風力、生物質能發(fā)電國家補貼的斱式，給予地熱發(fā)電上網(wǎng)電價、供暖（制冷）價格補貼，出臺有利于產(chǎn)業(yè)發(fā)展的規(guī)范標準，以保證我國地熱產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
 
  （2）資源勘查重點突破，集中力量摸清優(yōu)勢資源。迚一步加大地熱資源勘查力度，在前期普查的基礎上，選擇重點靶區(qū)迚行資源詳勘，加快開發(fā)高溫地熱資源和中低溫地熱資源。
 
  （3）依托大型能源公司，建立國家級研發(fā)平臺。
 
  整合國內(nèi)優(yōu)勢力量，推動政產(chǎn)學研結合，突破地熱勘探、開采、利用、回灌等斱面關鍵技術，提高地熱能科技自主創(chuàng)新力和核心競爭力。
 
  （4）設立國家專項，推動示范工程建設。以國家財政扶持和企業(yè)投入結合的斱式，加快推迚地熱能核心技術的自主研發(fā)，形成地熱能規(guī)模化利用成套裝備，實施規(guī)模化高效地熱發(fā)電及綜合利用示范工程。