环球同此凉热

梅新忠

“环球同此凉热”这一诗句所蕴含的全球共享理念,在浅层地热能开发利用领域得到了生动体现。浅层地热能通过地源热泵系统等工程技术,开发利用地表以下200米以内岩土体、地下水或地表水中储存的低温位热能,主要应用于建筑物的供暖、制冷等领域,为人们带来舒适的生活、工作环境。这种蕴藏在地表以下200米范围内的清洁能源,正以其独特的资源禀赋和环境友好特性,为全球能源转型和可持续发展提供重要支撑。从资源分布到环境效益,从技术发展到政策支持,浅层地热能正在被世界各国所认识和重视。

研究显示,全球地热能基础资源总量折合4.27兆吨标准煤,是当前全球一次能源年度消费总量的二百万倍以上(当前全球一次能源消费总量按200亿吨标准煤计算),‌‌其中浅层地热能占据相当比例。浅层地热能作为分布最广泛的可再生能源之一,其资源赋存具有普遍性和可持续性。与中深层地热资源受地质条件限制不同,浅层地热能几乎在全球各地均有分布,不受地域、气候、地质条件限制。这种资源特性使得浅层地热能具有“环球同此凉热”的先天优势,为全球能源公平利用提供了可能。

我国最适宜浅层地热能开发利用的区域主要包括东北地区南部、华北地区、江淮流城、四川盆地和西北地区东部。根据自然资源部调查成果,全国336个地级以上城市规划区80%的面积适宜利用浅层地热能,年可开采资源量折合7亿吨标准煤,可实现建筑物夏季制冷面积326亿平方米,冬季供暖而积323亿平方米。中国在地热直接利用方面长期保持世界第一,地源热泵系统在全球地热直接利用的装机容量和利用热量中占比分别约为72%和60%,充分证明了浅层地热能的开发潜力。

在环境效益方面,浅层地热能开发利用具有显著的低碳优势。通过地源热泵技术进行采集利用后,较常规供暖技术节能50%到60%,运行费用降低约30%到40%。这种高效节能特性可减少燃煤等化石能源的使用量,降低二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和烟尘排放,对改善空气质量具有立竿见影的效果。在全球应对气候变化的大背景下,浅层地热能的环境价值更加凸显,为实现“双碳”目标提供了切实可行的技术路径。

从发展角度看,浅层地热能技术已日趋成熟并形成完整产业链。地源热泵系统经过多年发展,在设备制造、工程设计、施工安装和运营维护等环节都建立了完善的标准体系。中国地源热泵过去20多年呈现高速发展态势。1995年我国地源热泵的装机容量仅为0.8兆瓦(热功率),截至2020年中国地源热泵装机容量约2.645万兆瓦,2015-2020年复合增长率为17%。美国在浅层地热利用方面也处于领先地位。欧洲国家如德国、法国和英国也积极推广地源热泵技术,英国已安装了43,700个地源热泵系统,年产能约为1,330吉瓦时。这些成功案例为全球浅层地热能开发利用提供了可复制的经验模式。

政策支持是推动浅层地热能发展的重要保障。许多国家通过财政补贴、税收优惠和标准制定等措施促进浅层地热能的开发利用。中国将地热能纳入可再生能源发展"十四五"规划,明确支持浅层地热能在建筑供暖制冷领域的应用。美国通过《可再生能源投资税收抵免》政策鼓励地热项目开发。欧洲多国将地源热泵纳入绿色建筑评价体系,给予项目审批优先权。这些政策工具有效降低了浅层地热能开发利用的初始投资门槛,加速了技术推广和市场培育。

社会经济效益是浅层地热能发展的重要驱动力。对于用户而言,地源热泵系统虽然初期投资较高,但长期运行成本显著低于传统供暖制冷方式,投资回收期通常在5-8年。对于社会而言,浅层地热能开发利用创造了大量就业机会,从设备制造到工程施工,从技术研发到运营维护,形成了完整的就业链条。以中国为例,地热产业直接和间接带动就业人数超过50万,为地方经济发展注入了新动能。此外,浅层地热能项目多分布在城市和城镇周边,对改善居民生活质量、提升城市宜居性具有直接作用。

"环球同此凉热"不仅是浅层地热能供暖制冷的诗意表达,更是全球能源合作的现实需求。浅层地热能作为分布最广、开发潜力最大的可再生能源之一,其开发利用需要各国加强技术交流、经验分享和政策协调。发达国家应帮助发展中国家提升开发利用能力,共同制定国际技术标准和规范。随着全球能源转型加速和应对气候变化压力增大,浅层地热能必将在未来能源结构中占据更加重要的位置,为实现人类可持续发展目标作出更大贡献。让我们携手推动浅层地热能开发利用,真正实现"环球同此凉热"的美好愿景。

来源: 浅层地热能科普基地