8月11日,，巴黎奧運會閉幕式在法蘭西體育場盛大舉行,，為2024年夏季奧運會畫上圓滿的句號,。在關注精彩的體育賽事之余,，關于“巴黎奧運村不裝空調”的消息也一度引起了全球觀眾的廣泛討論,。

奧運會期間正值巴黎的炎熱夏季,，起到關鍵降溫作用的是屋內的“地冷”系統(tǒng),，它能使室內溫度降低6℃～10℃，這一系統(tǒng)冬天還可以為房間供暖,。據(jù)巴黎奧組委首席可持續(xù)發(fā)展官Marie Salamé介紹,，這一創(chuàng)新技術的應用將減少奧運村約60%的空調制冷需求，節(jié)省大量能源。她引用了國際能源署的數(shù)據(jù),，預計到2030年,，全球建筑空調能耗將增長一倍，而地冷技術的應用將成為應對這一挑戰(zhàn)的重要手段,。不久前,，國際能源署發(fā)布的一篇報告建議，國際社會采取更多措施推廣使用熱泵系統(tǒng),，更好利用地熱能,。

什么是地熱能

地熱能是指賦存于地球內部巖土體、流體和巖漿體中,，可為人類開發(fā)和利用的熱能,。常提到的溫泉、火山噴發(fā)等現(xiàn)象,，都是地熱能巨大資源量的直觀展現(xiàn),。僅地表以下10千米以內的地熱資源量，就大約相當于1億億噸標準煤,；若能夠利用其中的2‰,，按目前世界年消耗210億噸標準煤計算，理論上便可以滿足人類近千年的能源需求,。

地熱能不僅儲量豐富,，還具有一系列重要的特征：穩(wěn)定、低碳和可再生,。穩(wěn)定是指地熱能可以一天24小時持續(xù)輸出基本穩(wěn)定的能量,，不受天氣、晝夜,、季節(jié)影響,；低碳是指地熱能的開發(fā)利用過程中很少排放二氧化碳，是典型的非碳基能源,；可再生則是指地球正處于青壯年期,，地熱能可從地球深部源源不斷地向淺部傳輸。

目前,，人類可觸及的地殼深度大多不超過10千米,。因此，評估地熱能資源量通常限定在10千米之內,，并根據(jù)能源品位,、開采技術和利用形式等綜合劃分為淺層、中深層和深層地熱能,。

淺層地熱能,，深度范圍一般為200米以內,，溫度大多不高，但一年四季相對恒定,，低于夏季平均氣溫,、高于冬季平均氣溫，因此可以作為一個穩(wěn)定的冷/熱源,。巴黎奧運會的地熱能系統(tǒng)從附近地下約70米深的井中抽取地下水,，采用熱泵冷卻至4攝氏度，再輸送到奧運村公寓地板下的管道中,，以此來降低室內溫度,。

中深層地熱能，一般介于200~3000米之間,，多由地下水作為傳熱載體,，可通過抽取熱水或水汽混合物提取熱量，用來發(fā)電,、供暖,、制冷、洗浴,、烘干,、養(yǎng)殖等。地熱發(fā)電是水熱型地熱能利用的重要方式,。比如，可以利用地熱能流體的熱量產生蒸汽以驅動蒸汽輪機,，從而將熱能轉化為機械能并驅動發(fā)電機產生電能,。地熱發(fā)電利用效率高，每年可工作超過8000小時,，連續(xù)穩(wěn)定輸出電能,。

深層地熱能，通常超過3000米,，熱能品位高,，但往往含水量很低或不含水，需要通過人工造儲的方式,，形成增強型地熱系統(tǒng)加以開發(fā)利用,。深層地熱能擁有巨大的資源潛力，被譽為“地熱能的未來”,。目前,，該項技術運用和推廣尚處于開發(fā)探索階段。2017年以來,，中國地質調查局和青海省自然資源廳等在青海共和盆地組織開展地熱（含干熱巖資源）勘探試采,，取得一系列突破性成果,，并于2021年實現(xiàn)試驗性發(fā)電并網。今年4月,，中國石化部署在海南的福深熱1井順利完鉆,，井深達5200米，深層地熱能開發(fā)利用工作邁上了新的臺階,。

過去幾十年,，地熱能雖被大量開發(fā)利用，但與其巨大的儲量相比,，可謂九牛一毛,。根據(jù)2023年世界地熱大會發(fā)布的數(shù)據(jù)，全球有32個國家實施了地熱發(fā)電,，總裝機在16吉瓦左右,；有88個國家運用地熱開展除發(fā)電以外的直接利用，總裝機約173吉瓦,；中國利用地熱進行供熱制冷的裝機量超過全球總量的一半,。國際地熱協(xié)會提出了到2030年實現(xiàn)全球地熱發(fā)電總裝機48吉瓦、直接利用總裝機520吉瓦的發(fā)展目標,。

如何利用地熱能

與化石能源儲量相對匱乏不同,，我國可以算得上是地熱資源“富國”。2017年,，原國土資源部中國地質調查局組織對我國地熱資源摸底調查結果顯示,，我國開采利用規(guī)模最大的水熱型地熱資源儲量十分豐富，總量折合標準煤約12500億噸,，其中每年可開采量折合標準煤達18.65億噸,，是2022年全國能源消費總量的34%。對于開采難度較大,、目前暫不具備大規(guī)模開采條件的干熱巖資源,，其資源儲量更是高達856萬億噸標準煤，潛力巨大,，被認為是未來的戰(zhàn)略資源,。

地熱能的開發(fā)利用大致可分為直接利用和地熱發(fā)電兩種。對于淺層地熱資源,，以及中低溫的水熱型地熱資源,，通常以直接利用為主，如地源熱泵,、地熱供暖,、溫泉康養(yǎng)等。對于高溫水熱型地熱資源,，地熱發(fā)電則是價值更高的利用方式,。

無論是直接利用還是地熱發(fā)電,，對于水熱型地熱資源，其利用技術的核心都是“取熱不耗水”,，即從開采井中將蘊含熱量的地熱水抽取出來,，利用換熱器吸收水中的熱量，隨后再將失去熱量的冷水通過回灌井重新注回取水層,。經過一段時間,，地下熱源會將冷水重新加熱，等待再次開采,。整個過程中,，地下熱源就像一臺鍋爐，通過不斷加熱地下水,，實現(xiàn)地熱能的循環(huán)利用,。這種地熱資源開采方式要求必須對抽取的地熱水進行100%回灌，以實現(xiàn)“采灌平衡”,，保證地熱資源可持續(xù)利用,。此外，還有部分地熱發(fā)電技術直接利用地熱蒸汽進行發(fā)電,，對地下水的抽取量更低,，近乎為零。

根據(jù)世界地熱大會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,，截至2020年底,，我國地熱直接利用裝機容量達40.6吉瓦，占全球38%,，連續(xù)多年位居世界首位,。其中，地熱熱泵裝機容量26.5吉瓦,；地熱供暖裝機容量7.0吉瓦，相比2015年增長138%,，是所有直接利用方式中增長最快的,。到2021年底，我國地熱供暖（制冷）能力已達13.3億平方米,。

地熱發(fā)電全球占比不足1%

從資源優(yōu)勢看,，相比傳統(tǒng)能源，地熱能更清潔,，符合能源綠色低碳轉型的總體要求,，且不存在可再生能源“靠天吃飯”等問題，理應大力開發(fā)利用好,。

“地熱能可以根據(jù)不同溫度實現(xiàn)梯級利用,。以中高溫地熱能較為豐富的云南大理彌渡縣為例,，45攝氏度以下的地熱能可開發(fā)溫泉、洗浴等康養(yǎng)產業(yè),；45到60攝氏度可作供暖使用,；60到90攝氏度左右，供暖利用后的能量能用于溫室養(yǎng)殖等,。而90攝氏度以上的地熱能則可用作清潔發(fā)電,，溫度越高，發(fā)電效益越高,，經濟性越好,。”西藏地熱產業(yè)協(xié)會會長王善民說,。

不過,，從實際情況看，盡管中國地熱資源豐富,，地熱直接利用規(guī)模在全球居首位,，但在發(fā)電領域，國內地熱能發(fā)電裝機容量僅超過50兆瓦,，在全球占比不足1%,。與風、光等可再生能源裝機規(guī)模相比,，50兆瓦這個數(shù)字“渺小”許多,。

“一方面，我國的高溫水熱型資源主要分布在滇西,、藏南等地區(qū),，不屬于電力主要消納地，豐富的地熱資源難以用于發(fā)電,，造成資源損失,。另一方面，國內仍缺乏明確的地熱能上網電價扶持等政策,，限制了地熱能發(fā)電的發(fā)展,。”南京天加能源科技有限公司執(zhí)行總裁鄧壯說,，“作為國內較早涉足地熱能發(fā)電領域的企業(yè),，我們已經擁有較為成熟的地熱能發(fā)電技術和相關裝備，在海外也布局了地熱能發(fā)電項目,。但受限于上網電價等扶持政策不明,，國內地熱能商業(yè)發(fā)電處于停滯狀態(tài)，很多企業(yè)也仍在觀望,?！?/p>

實際上,，促進地熱能發(fā)展近年被頻頻寫入相關能源發(fā)展規(guī)劃?！丁笆奈濉笨稍偕茉窗l(fā)展規(guī)劃》提出,，積極推進地熱能規(guī)模化開發(fā),。積極推進中深層地熱能供暖制冷,，全面推進淺層地熱能開發(fā)，有序推動地熱能發(fā)電發(fā)展,。國家能源局發(fā)布的《關于促進地熱能開發(fā)利用的若干意見》指出,，到2025年，全國地熱能供暖（制冷）面積比2020年增加50%,，在資源條件好的地區(qū)建設一批地熱能發(fā)電示范項目,，全國地熱能發(fā)電裝機容量比2020年翻一番。

“推動地熱能產業(yè)化發(fā)展,，尤其是推動地熱能發(fā)電領域發(fā)展,，既要加大對勘查、鉆井方面的支持,，加強對地熱能資源分布及應用的認識,，也要做好相關技術攻關，在理論,、關鍵技術和裝備方面實現(xiàn)突破,。同時，還需加強相關政策保障,，比如明確地熱能發(fā)電上網電價補貼政策,，加快探礦權、采礦權許可認證等,，確保企業(yè)‘輕裝上陣’,，帶動產業(yè)發(fā)展，為能源保供和綠色轉型貢獻地熱力量,?！钡責崮芸茖W技術（大理）研究院院長張大偉說。

科學導報記者李旭陽綜合報道