2013年，前所未有的嚴(yán)重霧霾留給國(guó)人深刻的印象。北京自2002年取得奧運(yùn)會(huì)承辦權(quán)后，2003年開(kāi)始統(tǒng)計(jì)空氣質(zhì)量達(dá)到及好于二級(jí)的天數(shù)是224天(占全年的61.4%);之后逐年好轉(zhuǎn)，到2008年舉辦奧運(yùn)會(huì)是274天(占全年的75.1%);2010和2011年達(dá)到最高286天(占全年的78.4%)。然而，2013年嚴(yán)重下跌至176天，只占全年的48.6%!回首過(guò)去十年：為追求GDP快速增長(zhǎng)帶來(lái)的燃煤消耗量從2002年的10.84億噸，至2012年達(dá)到了24.09億噸，10年劇增了2.2倍;2002年我國(guó)私人汽車擁有968.98萬(wàn)輛，至2008年就猛增至3501.39萬(wàn)輛，全國(guó)開(kāi)始奔小康生活水平的提高帶來(lái)了私人汽車在6年內(nèi)飛速劇增了3.6倍。終于，我們得到了環(huán)境污染大爆發(fā)的回報(bào)，這給我國(guó)敲響了警鐘：我國(guó)必須加快可再生能源替代常規(guī)化石燃料能源的步伐。

于是，國(guó)務(wù)院發(fā)布了《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》，接著北京市發(fā)布了《北京市2013-2017年清潔空氣行動(dòng)計(jì)劃》，將“構(gòu)建以電力和天然氣為主、地?zé)崮?/a>和太陽(yáng)能等為輔的清潔能源體系”列入了能源清潔化戰(zhàn)略。

可巧，國(guó)家能源局、財(cái)政部、國(guó)土資源部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部在2013年初聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于促進(jìn)地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)利用的指導(dǎo)意見(jiàn)》，中央財(cái)政將重點(diǎn)支持地?zé)崮苜Y源勘查與評(píng)估、地?zé)崮芄嶂评漤?xiàng)目、發(fā)電和綜合利用示范項(xiàng)目;將按照可再生能源電價(jià)附加政策要求，對(duì)地?zé)岚l(fā)電商業(yè)化運(yùn)行項(xiàng)目給予電價(jià)補(bǔ)貼政策;對(duì)利用地?zé)崮芄┡评涞捻?xiàng)目(地源熱泵)運(yùn)行電價(jià)參照居民用電價(jià)格執(zhí)行。

地?zé)崮艿膬?yōu)勢(shì)

我國(guó)的《可再生能源法》說(shuō)明了可再生能源包括太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮芎秃Ｑ竽艿?。?shí)際上，可再生能源有兩個(gè)來(lái)源，一個(gè)來(lái)自天上的太陽(yáng)，太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能和海洋能都源于太陽(yáng)活動(dòng);另一個(gè)來(lái)自地球，地?zé)崮苁莵?lái)自地球深部不斷向外散發(fā)的熱。來(lái)自太陽(yáng)的能量都受晝夜、氣象等條件影響而變化，它們發(fā)出的電力需要“智能電網(wǎng)”來(lái)彌補(bǔ)其不穩(wěn)定性;而來(lái)自地球的能量極其穩(wěn)定，世界能源理事會(huì)(WEC)給聯(lián)合國(guó)的報(bào)告稱：地?zé)岚l(fā)電在所有可再生能源發(fā)電中具有最高的發(fā)電利用率，即每年的可工作時(shí)間最長(zhǎng)(高于73%)。因此，拿同樣的1千瓦裝機(jī)容量來(lái)比較，地?zé)崮芤荒昴馨l(fā)電6395千瓦時(shí)，而風(fēng)能發(fā)電1840千瓦時(shí)，太陽(yáng)能只發(fā)電1226千瓦時(shí)，地?zé)崮艿陌l(fā)電量是太陽(yáng)能的5倍多，是風(fēng)能的3.5倍。

關(guān)于地?zé)崮?/p>

國(guó)土資源部在國(guó)際地球日的新聞發(fā)布會(huì)上介紹，地?zé)崮芊秩齻€(gè)層次：

(1)地面以下至200米深度內(nèi)儲(chǔ)存的是淺層地?zé)崮?，溫度低?5攝氏度，依靠地源熱泵技術(shù)提取或釋放熱量，冬季可以供暖，夏季可以制冷(空調(diào))。

(2)200至3000米深度內(nèi)，稱常規(guī)地?zé)崮?，不同地區(qū)的鉆井可以產(chǎn)出高溫地?zé)嵴羝蛑械蜏氐牡責(zé)崴?。高溫地?zé)豳Y源可以發(fā)電，中低溫地?zé)崴捎糜诜课荻竟┡?、地?zé)釡厥曳N植和水產(chǎn)養(yǎng)殖、溫泉洗浴醫(yī)療和休閑度假，以及工業(yè)洗染和農(nóng)業(yè)干燥等利用。

(3)3000至10000米深度內(nèi)，稱干熱巖地?zé)崮?，那里通常沒(méi)有流體的水或汽，只有高熱，是干的。開(kāi)采這樣的資源需要鉆兩眼井，用石油鉆井的壓裂技術(shù)在兩井間造成裂隙連通，然后從一眼井灌入冷水，從另一眼井就會(huì)噴出蒸汽和熱水，現(xiàn)在世界上已有法國(guó)和德國(guó)的干熱巖電廠成功發(fā)電，美國(guó)和澳大利亞等還在繼續(xù)試驗(yàn)中。

另外，世界上已實(shí)現(xiàn)了首例利用巖漿熱的試驗(yàn)，冰島的巖漿鉆探計(jì)劃在4500米的鉆井過(guò)程3次遇到融熔巖漿，在2100米處巖漿高于900攝氏度，2012年試驗(yàn)注入冷水，產(chǎn)出了超過(guò)熱452攝氏度的蒸汽，壓力達(dá)140帕，比熱焓3200千焦每千克，單井的發(fā)電潛力約3.5萬(wàn)千瓦。

常規(guī)的高溫地?zé)豳Y源分布有局限性，主要分布在環(huán)太平洋火山地震地?zé)釒?如美國(guó)、新西蘭、印度尼西亞、菲律賓、日本)，還有大西洋中脊地?zé)釒?如冰島)、地中海喜馬拉雅地?zé)釒?如意大利、我國(guó)西藏)和東非裂谷地?zé)釒?如肯尼亞)

科學(xué)家估算了世界常規(guī)地?zé)豳Y源的潛力，高溫地?zé)豳Y源利用常規(guī)技術(shù)發(fā)電超過(guò)目前全球年發(fā)電總量，采用常規(guī)加雙工質(zhì)技術(shù)能翻一番，中低溫地?zé)崴磕戤a(chǎn)能相當(dāng)于478億噸標(biāo)煤。

我國(guó)地?zé)豳Y源量的官方數(shù)據(jù)，淺層地?zé)崮芟喈?dāng)于95億噸標(biāo)煤，常規(guī)地?zé)豳Y源相當(dāng)于8530 億噸標(biāo)煤，干熱巖資源相當(dāng)于全國(guó)一次性能源年消耗量的4000多倍。

關(guān)于地?zé)岚l(fā)電

地?zé)岚l(fā)電是1904年意大利人在拉德瑞羅地?zé)崽镌囼?yàn)成功，1913年建成世界第一座商業(yè)性地?zé)犭姀S，去年(2013)電廠慶祝了百歲生日，目前運(yùn)行59.4萬(wàn)千瓦裝機(jī)容量，全是90年代后的新裝機(jī)組，其80年代之前的38萬(wàn)千瓦舊機(jī)組已全都退役了。

2012年世界24個(gè)國(guó)家地?zé)岚l(fā)電總裝機(jī)容量1118.97萬(wàn)千瓦，美國(guó)裝機(jī)容量312.93萬(wàn)千瓦居世界第一，其有世界最大的蓋瑟爾斯地?zé)犭姀S裝機(jī)容量158.5萬(wàn)千瓦。世界地?zé)岚l(fā)電前十名的其余國(guó)家還有菲律賓、印度尼西亞、墨西哥、意大利、新西蘭、冰島、日本、肯尼亞、薩爾瓦多。世界地?zé)岚l(fā)電的年發(fā)電量715.6億千瓦時(shí)。

地?zé)岚l(fā)電的方式主要有四種。高溫地?zé)岣烧羝?100%蒸汽)井(如意大利和美國(guó))，將蒸汽導(dǎo)入汽輪機(jī)就發(fā)電了;如果是高溫濕蒸汽(如新西蘭)，需要先實(shí)施汽和水分離，然后蒸汽去發(fā)電，這稱為閃蒸法發(fā)電，分離出的熱水也可以再閃蒸出部分蒸汽去發(fā)電。另外有雙工質(zhì)法地?zé)岚l(fā)電，是用中低溫?zé)崴ゼ訜崮撤N有機(jī)介質(zhì)(例氯乙烷)，使該介質(zhì)產(chǎn)生幾個(gè)壓力的介質(zhì)蒸汽去推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。還有一種全流發(fā)電機(jī)，是將汽和水的混合物不做分離，混送入膨脹動(dòng)力機(jī)，也能發(fā)電。

我國(guó)的地?zé)岚l(fā)電

1970年12月廣東省豐順縣鄧屋村建造了我國(guó)第一臺(tái)地?zé)岚l(fā)電試驗(yàn)機(jī)組，利用91攝氏度的地?zé)崴瞄W蒸方法發(fā)電成功，其功率為86千瓦，后來(lái)發(fā)展成300千瓦。另外，在70年代，江西省宜春縣溫湯、河北省懷來(lái)縣后郝窖、湖南省寧鄉(xiāng)縣灰湯、遼寧省蓋縣熊岳、山東省招遠(yuǎn)縣湯東泉、廣西象州市熱水村相繼建造了一批低溫地?zé)岚l(fā)電試驗(yàn)機(jī)組，利用水溫67~98攝氏度，發(fā)電功率50~300 千瓦。這些小型地?zé)岚l(fā)電試驗(yàn)機(jī)組，證明了低至67攝氏度也能發(fā)電，但效率較低，所以多數(shù)在完成試驗(yàn)后停運(yùn)或者拆除，只有鄧屋機(jī)組運(yùn)行至今，為當(dāng)?shù)剞r(nóng)村服務(wù)，效果明顯。

西藏羊八井地?zé)犭姀S是我國(guó)自己建造的第一座商業(yè)性高溫地?zé)犭姀S，1977年功率為0.1萬(wàn)千瓦的第一臺(tái)試驗(yàn)機(jī)組投入運(yùn)行，1991年完成總裝機(jī)容量2.418萬(wàn)千瓦(第一臺(tái)0.1萬(wàn)千瓦機(jī)組退役)，都是閃蒸法發(fā)電，近年電廠年發(fā)電1.4億千瓦時(shí)左右，總累計(jì)發(fā)電已近30億千瓦時(shí)。

我國(guó)在地?zé)岚l(fā)電的遺憾是，1970年我國(guó)是世界上第7個(gè)地?zé)岚l(fā)電的國(guó)家，但近30年來(lái)的發(fā)展緩慢，2010年在世界24個(gè)地?zé)岚l(fā)電國(guó)家中，我國(guó)排名第18位。80年代和90年代，西藏還曾建過(guò)朗久0.2萬(wàn)千瓦機(jī)組和那曲0.1萬(wàn)千瓦機(jī)組，但分別因地?zé)峋a(chǎn)汽不足和地?zé)崴Y(jié)垢嚴(yán)重，在運(yùn)行數(shù)年后關(guān)停;同期在臺(tái)灣清水和土場(chǎng)也曾建過(guò)共0.33萬(wàn)千瓦兩臺(tái)機(jī)組，后也因結(jié)垢嚴(yán)重而關(guān)閉。

我國(guó)地?zé)衢_(kāi)發(fā)的第二個(gè)春天

我國(guó)地?zé)岚l(fā)電在沉睡20多年后開(kāi)始蘇醒。2009年及2010年國(guó)電龍?jiān)措娏υ谖鞑匮虬司略隽藘膳_(tái)功率為0.1萬(wàn)千瓦的全流發(fā)電機(jī)組，2013年發(fā)電1050萬(wàn)千瓦時(shí)。2011年華北油田在留北油田利用油井副產(chǎn)的熱水安裝了一臺(tái)400千瓦機(jī)組發(fā)電成功。同年，民企江西華電電力有限公司在西藏羊易地?zé)崽镌囼?yàn)成功400千瓦螺桿膨脹機(jī)發(fā)電，2012年又增設(shè)500千瓦快裝機(jī)組發(fā)電。加上廣東豐順的300千瓦，現(xiàn)全國(guó)地?zé)岚l(fā)電總裝機(jī)容量2.778萬(wàn)千瓦，比以前低潮期增長(zhǎng)了13%。

尤其值得欣慰的是，江西華電電力有限公司決定承建羊易地?zé)犭姀S，得到了西藏自治區(qū)政府和電力廳的支持，設(shè)計(jì)裝機(jī)容量3.2萬(wàn)千瓦，擬分兩期完成，一期1.6萬(wàn)千瓦預(yù)計(jì)在2014年實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)在，地?zé)嵘a(chǎn)井正加緊施工中，現(xiàn)已鉆了2眼井，正準(zhǔn)備測(cè)試和試驗(yàn)。恰逢去年國(guó)家能源局等印發(fā)的《指導(dǎo)意見(jiàn)》中明確了地?zé)岚l(fā)電上網(wǎng)電價(jià)補(bǔ)貼政策，給項(xiàng)目吹來(lái)可喜的春風(fēng)。1970年地質(zhì)部長(zhǎng)李四光教授倡導(dǎo)全國(guó)積極開(kāi)發(fā)地?zé)豳Y源，要像對(duì)待煤炭和石油資源那樣重視地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)，在當(dāng)時(shí)計(jì)劃經(jīng)濟(jì)下，全國(guó)轟轟烈烈掀起了地?zé)峥辈楹烷_(kāi)發(fā)的熱潮，形成了地?zé)衢_(kāi)發(fā)的春天。我國(guó)的地?zé)峁ぷ髡唧w會(huì)到：我國(guó)地?zé)衢_(kāi)發(fā)的第二個(gè)春天現(xiàn)在來(lái)到了。

我國(guó)從計(jì)劃經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)為市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)后，開(kāi)發(fā)商投資地?zé)幔ㄔO(shè)溫泉度假村等項(xiàng)目，適應(yīng)了富裕起來(lái)大眾的需求，開(kāi)發(fā)商賺了錢，也帶動(dòng)了后來(lái)的開(kāi)發(fā)商跟蹤投入。我們期望當(dāng)前西藏羊易地?zé)岚l(fā)電項(xiàng)目也能做出這樣的示范和引導(dǎo)作用，帶來(lái)我國(guó)地?zé)岚l(fā)電的可持續(xù)增長(zhǎng)。

(作者鄭克棪 系中國(guó)能源研究會(huì)地?zé)釋I(yè)委員會(huì)主任。主要從事地下熱水和礦泉水勘查和研究工作，是發(fā)現(xiàn)北京城區(qū)地?zé)崽锏闹饕暙I(xiàn)人之一)