“隨著國家對深層地熱能的重視度越來越高，未來地熱能有望從原來的‘后衛’轉為‘中鋒’或‘前鋒’。”中國科學院地熱資源研究中心主任龐忠和近日在接受《中國科學報》采訪時說。

此前，美國佛羅里達理工大學等高校的科研人員在《歐洲物理雜志》發布論文稱，通過淺井獲得的地熱效能會隨著時間推移逐漸降低，可能在幾十年內失效，如果技術和資金允許，應考慮更深的鉆探。

不過，龐忠和指出，在高溫地熱發電和深層地熱能開發利用技術方面，歐美等發達國家已經研究了近50年，而我國剛剛起步，與國外尚存差距。

“要想迎頭趕上，一方面必須加強基礎研究，另一方面還要讓基礎研究為產業服務。”龐忠和說。

地球“充電/熱寶”

面對“2030年前碳達峰，2060年前實現碳中和”的奮斗目標，地熱能作為清潔非碳基可再生能源迎來空前的發展機遇。近日出臺的《國務院關于加快建立健全綠色低碳循環發展經濟體系的指導意見》明確指出，要因地制宜發展地熱能，加快大容量儲能技術研發推廣。

為進一步推動我國地熱地質學和深層地熱能的發展，3月19日，國家自然科學基金委員會“地熱地質學與深層地熱能”方向戰略研究項目聯合啟動會在中國科學院地質與地球物理研究所召開，會議由中國科學院院士汪集暘主持，多位專家共同“把脈”我國地熱能的高效利用和可持續發展。

作為“深層地熱能的地球科學問題研究”項目負責人，龐忠和指出，地下“儲能”是地熱能未來發展的重要方向之一，通過將各種余熱回灌至地下空間存儲，可有效發揮地熱能作為連續穩定基礎負荷的作用。“好比是將原來的一次性電池改為可充電循環電池，解決能源的規模化長期存儲問題”。

中國地質大學（北京）教授李克文直言：“僅依靠現在的風能太陽能等作為清潔能源，我國很難在規定時間內實現碳中和，必須大力開發和利用地熱能。”

實際上，早在2018年李克文團隊就提出了“零碳中國”的構想，還為此研究了實現“零碳中國”的可行性和技術路線，并在熱伏發電等技術的基礎上開始了零碳建筑的有關研究，獲得了相關的國家發明專利授權。

國務院新聞辦公室發布的《新時代的中國能源發展》白皮書指出，目前我國地熱產業在熱利用總量上已位居世界第一，截至2019年底，我國淺層和中深層地熱能供暖建筑面積超過11億平方米。“人均1平方米的地熱供暖面積還是太少了，未來仍有巨大的發展空間。”龐忠和表示。

開展前瞻性研究

2017年，國家發展改革委、國土資源部及國家能源局共同編制的《地熱能開發利用“十三五”規劃》正式發布，我國地熱產業迎來“第二個春天”，逐步走上高質量發展之路。

“對于地熱能開發利用，不僅要突破當下的技術瓶頸，更要從現在開始探討未來可能被‘卡脖子’的技術。”李克文告訴記者。

龐忠和表示，實現地熱的彎道超車不能開展重復簡單的研究，必須找出世界前沿性問題，找出當前我國地熱的重大需求和瓶頸問題。此外，還要利用好現有研究能力，認清我國地熱研究隊伍、平臺、研究積累等實際情況。

為此，他建議要進一步加強青藏高原及周邊地熱資源研究，梳理地熱開采的關鍵地學問題，破解深部地熱能開發利用“卡脖子”技術難題，揭示新生代重大構造—熱事件對深層地熱能的影響，開展深層地下高溫儲能系統的關鍵問題研究等。

“深層地熱開采的誘發地震研究是國際研究熱點，雖然我國在這方面已有一定積累，但還需針對復雜地熱巖體動力破壞規律與破壞準則、多場耦合條件下斷裂活化與擴展規律、誘發地震的多場耦合擾動過程與主控因素等關鍵科學問題進行梳理，并結合國家戰略需求制定2025年深部地熱中的誘發地震研究方向框架。”龐忠和指出。

“中國西南地區高溫水熱型地熱資源研究與開發利用的發展戰略”項目負責人、中國地質大學（武漢）教授郭清海表示，水熱型地熱資源是目前人類主要開發利用的對象，國際上大型地熱電站的建設均首選高溫水熱型地熱區，截至2018年10月，全球地熱發電總量達14369MW，絕大部分來自于高溫水熱系統的貢獻。

在他看來，高溫水熱型地熱資源比中、低溫水熱型地熱資源在理論研究和開發利用方面更具價值和采能效率。此外，在當前經濟技術條件下，高溫水熱型地熱資源比干熱巖型地熱資源的開發和利用更具普遍性和可行性。

郭清海指出，我國水熱型地熱資源分布不均勻，尤其是高溫水熱型地熱資源主要分布于西南部的藏南、滇西、川西一帶以及東南部的臺灣。

“要查明高溫水熱型地熱資源的分布規律，高溫水熱系統的形成機制研究是關鍵所在。此外，還要查明我國西南地區高溫水熱系統已完成調查和研究工作的薄弱環節，理清其勘查和開發利用技術的發展瓶頸。”郭清海強調說。

亟需加強政策扶持

近年來，我國在地熱能技術研發上的投入逐漸增加，但制約地熱能發展的因素仍然存在，其中高成本是讓眾多投資商望而卻步的重要原因。

一塊銀色的薄板，只要將手放在上面即可產生電流，記者體驗了李克文團隊最新研發的熱伏發電成果。“只要有溫差，就能將熱能轉化為電能。”李克文說。

多年來，李克文團隊一直關注地熱能研究與產業的對接，他坦言，“高成本的高溫鉆井仍然是地熱能開發利用的重要制約因素，政府應該加大補貼等支持力度，同時在制定相關政策時關注技術的延展性，過細過嚴都不利于新技術的發展。”

“我國地熱研究人才十分短缺，應該盡快完善從本科、碩士生到博士生系統性的地熱能教學體系。為此，中國地質大學（北京）經教育部批準，新成立了與地熱有關的本科生專業。當然，也要避免盲目跟風開設地熱學科專業。此外，國家和社會還應該營造正確的輿論氛圍，提高年輕人的薪資待遇，引導更多的年輕人走進地熱等制造業。”李克文表示。

對于“十四五”時期如何更好推動地熱能高效開發利用，汪集暘和龐忠和從體制和政策方面提出了5點建議，一是把“政策供暖線”邊界由黃河為界調整到以長江為界；二是推廣“特許經營權”等有效的市場準入模式，基于開放提高產業發展質量；三是為地熱發電提供電價補貼，改變我國地熱發電的落后局面；四是基于地熱能的可再生能源本質屬性，落實免稅政策；五是改革地熱礦權管理機制，形成適合地熱流體礦產的新機制。

此外，他們還指出“十四五”要面向未來支持新的研究方向，壯大地熱能戰略科技力量。重點支持地下“儲能”等“前置”技術研發，發展優勢互補的綜合能源系統。“前鋒”與“后衛”呼應，形成倍增效應和全天候保障能力。