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地下千米的绿色革命:地热能与新质生产力相结合
“地热能” 与 “新质生产力” 的结合,是推动能源领域创新发展、实现绿色低碳转型的重要方向。
一、概念解析
1)定义:
来自地球内部的热能,通过地热资源(如热水、蒸汽、干热岩等)形式被开发利用,包括地热发电、供暖、制冷、农业温室等场景。
2)特点:
可再生性:能量来源于地球内部放射性元素衰变,可持续供应。
稳定性:不受天气、昼夜影响,能源输出波动小。
低碳环保:开发利用过程中二氧化碳排放极低,部分场景可实现“零碳”。
综合利用:除发电外,可直接用于供热、医疗、旅游等,产业链延伸性强。
2、新质生产力:创新驱动的生产力新形态
1)定义:以技术创新为核心驱动力,以数字化、智能化、绿色化为主导方向,具有高科技、高效能、高质量特征的生产力新形态,区别于传统依靠资源、劳动力投入的发展模式。
2)核心要素:
产业升级:推动传统产业高端化、智能化、绿色化,培育新兴产业。
地热能产业的升级发展需要新质生产力的技术赋能,而地热资源的高效开发也为新质生产力提供了应用场景,二者融合主要体现在以下方面:
1)智能勘探技术:利用卫星遥感、无人机航磁、大地电磁法等高精度勘探手段,结合大数据分析和AI算法,精准定位地热储层分布,降低勘探成本和风险。
2)深层地热开发技术:针对干热岩等深层地热资源(埋深 3-10 公里),研发增强型地热系统(EGS),通过人工储层改造技术(如水力压裂、化学刺激等)提高热交换效率。
3)数字化管理平台:构建地热田智能监测与控制系统,通过传感器网络实时采集温度、压力、流量等数据,利用云计算和机器学习优化生产调度,提升地热田寿命和能源利用率。
2、产业融合催生新经济模式
1)地热+多能互补系统:将地热与太阳能、风能、储能技术结合,构建综合能源系统。例如,地热供暖与光伏制氢耦合,实现“基荷能源(地热)+波动能源(风光)+储能(氢能)”的协同供电、供热、供氢,提升能源系统稳定性和灵活性。
2)地热+数字产业:利用地热的稳定低温热源,建设绿色数据中心。开发地热大数据分析平台,为政府、企业提供地热资源评估、项目规划、碳减排核算等服务,推动地热产业数字化转型。
3)地热+循环经济:对地热尾水进行梯级利用,例如:先用于发电,再用于供暖、温室种植、水产养殖,最后回灌或处理后作为工业用水,实现“一水多用”。
3、绿色低碳推动产业升级
1)替代传统能源: 在建筑领域,推广地热热泵系统替代燃煤、燃气供暖,减少碳排放。在工业领域,利用中高温地热(150℃以上)替代燃煤锅炉,用于化工、食品加工、纺织等行业的工艺加热,助力工业脱碳。
2)碳交易与绿色金融:地热项目可通过开发温室气体自愿减排项目(CCER),将碳减排量纳入碳市场交易,增加收益来源。借助新质生产力中的绿色金融工具(如绿色债券、碳金融衍生品),吸引社会资本投入地热开发,缓解资金压力。
三、发展意义与前景
1、对能源转型的意义
1)保障能源安全:减少对化石能源的依赖,增强能源供应的自主性和稳定性,尤其适合油气资源匮乏但地热资源丰富的地区(如我国西藏、云南、京津冀等地)。
2)助力“双碳”目标:地热作为零碳或低碳能源,可直接降低能源领域碳排放。
2、对新质生产力的意义
1)技术验证场景:地热开发涉及地质勘探、高温装备、智能控制等多领域技术,为新质生产力的前沿技术(如高温超导电机、地热能AI预测模型)提供试验场和商业化应用机会。
2)产业升级示范:地热与数字经济、循环经济的融合模式,可复制到其他可再生能源领域(如风能、太阳能),推动整个新能源产业向高端化、智能化发展。
3、全球发展现状与趋势
1)现状:目前,全球地热发电主要集中在冰岛、美国、菲律宾等国,中国地热供暖规模居世界首位,开发潜力巨大。新质生产力驱动下,德国、日本等国正加大干热岩技术研发。
2)趋势:技术向 深层化、智能化、综合化发展,干热岩、Enhanced Geothermal Systems(EGS)、多能互补系统成为研究重点。政策支持加强,各国通过补贴、上网电价优惠、碳定价等机制推动地热开发,同时注重环保和社区参与(如冰岛的地热资源收益共享模式)。
四、我国发展建议
1. 加强技术创新与攻关
设立国家层面的地热科技专项,重点突破干热岩勘探开发、高温钻井装备、地热储能等关键技术,建立产学研用协同创新平台。推动地热与数字化技术融合,如建设“智慧地热田”试点,利用5G、物联网实现全流程自动化监控。
出台地热资源开发利用规划,明确目标和重点区域,将地热纳入可再生能源消纳责任权重。 探索地热矿业权改革,简化审批流程,允许地热资源与其他矿产资源(如锂矿)综合开发。 发展地热碳汇交易,支持符合条件的项目进入全国碳市场。
3、拓展应用场景与产业生态
在北方地区推广地热清洁供暖替代散煤燃烧,在南方地区探索地热制冷与建筑节能结合。 依托地热资源丰富的地区(如川藏、滇西),建设地热+旅游+康养综合产业园区,培育新的经济增长点。鼓励企业“走出去”,参与全球地热项目投资与技术合作,提升我国在地热领域的国际话语权。
五、总结
地热能与新质生产力的结合,既是传统能源产业升级的必然选择,也是培育新动能、构建现代化产业体系的重要抓手。通过技术创新、模式创新和制度创新,地热产业将从“小众能源”走向“主流能源”,为全球能源转型和新质生产力发展贡献力量。
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