向大地要热能(2)
相较煤炭、石油、天然气等人们耳熟能详的传统能源及风、光等可再生能源,地热能属于相对小众的能源资源。不过,从利用情况看,地热能很受欢迎。
数据显示,截至2020年底,中国地热直接利用规模已达40.6吉瓦,全球占比38%,连续多年居世界首位;中国地热能供热制冷面积累计达13.9亿平方米,近5年年均增长率约23%。
地热能为何受青睐?业内人士表示,这与其分布广泛、储量大、稳定可靠、碳减排效果明显等因素有关。在中国,能源资源分布通常具有区域性,比如在西北地区,煤炭和风、光等能源资源较充沛,南方地区则水资源较为丰富。但地热能分布相对广泛,且使用过程中几乎零碳排放。在“双碳”目标引导下,清洁的地热能自然备受关注。
要用好地热能,确保安全是重中之重。伴随地热资源大规模开发利用,如果地热流体补采失衡,容易造成热储层压力下降、水化学污染和热污染等问题。采访中,多位业内人士表示,要保障地热能开采利用实现安全无污染,背后的回灌技术尤其关键。
在陕西省最大的地热供能站——中国石化绿源公司迎宾路地热站,记者看到一根根银白色的管道紧密相连,组成一套回灌系统。在换热站一角,几台地热水过滤装置排放有序,根据过滤精度,被区分为初级过滤器和精效过滤器。
“我们站内利用地热能供暖,已经实现‘两采两灌’,也就是两口生产井100%全回灌。”中国石化绿源陕西公司副总经理张献喻告诉本报记者,“我们取的是地下2800米左右的热水,经过板式换热器‘取热’,再通过回灌技术,把取完热的水‘还’给地下。经过一定周期后,再通过生产井把重新聚集了热能的水‘抽’上来,实现地热水资源的反复利用,也避免了地热尾水直接排放造成环境污染。”
在地热尾水回灌的过程中,由于水中含有化学沉淀物等杂物,通常容易造成回灌井堵塞,导致回灌效率不高、不能完全回灌等问题。那么,100%全回灌是如何实现的?
“一方面,要结合地下水源等,确定回灌井和生产井的布局。另一方面,在测定生产井和回灌井时要确认好二者间距,离得太远,回灌速度慢,阻力过大;离得过近,回灌水过早到达井底,又会导致井底温度过低。同时,还得选好用哪个砂层进行主回灌等。”张献喻说,“我们的回灌系统包括初级过滤和精效过滤,前者过滤完水中的大颗粒杂质,后者再进行精细处理,过滤出的水能达到纯净水的水质标准,从而确保完全回灌。”
加大勘查,给予支持,地热能发展仍需再“扶”一把
从资源优势看,相比传统能源,地热能更清洁,符合能源绿色低碳转型的总体要求,且不存在可再生能源“靠天吃饭”等问题,理应大力开发利用好。
“地热能可以根据不同温度实现梯级利用。以中高温地热能较为丰富的云南大理弥渡县为例,45摄氏度以下的地热能可开发温泉、洗浴等康养产业;45到60摄氏度可作供暖使用;60到90摄氏度左右,供暖利用后的能量能用于温室养殖等。而90摄氏度以上的地热能则可用作清洁发电,温度越高,发电效益越高,经济性越好。”西藏地热产业协会会长王善民说。
不过,从实际情况看,尽管中国地热资源丰富,地热直接利用规模在全球居首位,但在发电领域,国内地热能发电装机容量仅超过50兆瓦,在全球占比不足1%。与风、光等可再生能源装机规模相比,50兆瓦这个数字“渺小”许多。