直接利用量排第一，发电却仅居19位，我国地热利用为何如此割裂？

地热能是来自地球内部的热能，它的能量来源于地球行星的形成以及内核矿物质的放射性衰变。地热被定义为可再生能源，因为与地球的热量相比，任何被人类活动所预计的热量提取都很小，地球内部的热含量约为10^31 焦耳，大约是 2010 年全球年能源消耗量的 1000 亿倍。

在全球都追求碳减排的情况下，地热能算得上是很好的一种化石能源能源替代品，作为一种绿色的能量来源，它不会对我们的环境带来任何负面影响。

地热发电站

地热能有着很大的潜力，地球内部的热能每时每刻都在以44.2TW（太瓦）的速率通过地幔与岩石的传导流向地表。而这个数字可以说是十分恐怖，恐怖到什么地步了呢？要知道当前人类社会的能源消耗，光是石油这一项每天就要使用约1亿1千万桶，这还没算上煤的使用以及水电、核电资源。而仅地热所能带来的能量，就足以承担我们当前全人类社会所消耗能量的2倍之多。

可以说，如果能够将地热能的利用率提升到50%，那么无需去挖掘使用其他任何能源，即可维持全人类社会的正常运转。

地热传导示意

不过很不幸，要想达到这个利用率在当前看来是不太可能的。因为地热能的分布非常不平均，地热的集中释放区大多分布在在三大地震带周围，即欧亚大陆地震带，环太平洋地震带，以及海岭地震带。这是由于构造板块连接处的地质运动频繁，而这些地质运动为地热的向上流动提供了快速通道。在这样的条件背景之下，只有构造板块边缘地区才能被人类开发出地热能源。

火山和地震带分布

其实，人类对于地热利用的历史是悠久的。至少从旧石器时代开始，温泉就被人类用来沐浴；而早在先秦时期的《山海经》中，便有了关于温泉的记载；秦始皇还在骊山修建了骊山温泉用来治疗冻疮，这个骊山温泉在后来的唐朝，被改建成为了著名的华清池。

华清池

把视野放回到现代，根据数据显示，我国地热直接利用量早在2015就超越美国稳占世界第一位了。在2020年，我国地热直接利用量为40610MW，远超第二名美国的20712MW，几乎是第二名的两倍之多，但是在这其中也存在显著的问题，就是我们的能源利用手段较为低级。地热直接利用，顾名思义就是直接地利用地热，不涉及如用来发电这种能源的二次转换。这就决定了当地的地热能只能在当地消化，无法转移到大范围外的其他地区去使用。

目前我国直接利用地热的形式有以下几种：

1. 地热供暖：采取60~100摄氏度的热水为楼宇供暖。
2. 地热工业：将地下热水采集使用在工业生产之中。
3. 地热农业：借用地热搭建温室大棚种植蔬菜。
4. 地热医疗：使用温泉去疗养人体疾病。

而直接利用地热的方式则分为：

1. 地源热泵：使用地源热泵实现地下热水与所需能源的热交换，2017年底的装机容量为20000MW。
2. 浅层地热能：使用浅层地热能去实现供暖与制冷，2019年底实现8.41亿平方米的供配。
3. 水热型地热能：使用水热直接供暖，2018年实现1.65亿平方米的供配。

数据看起来十分枯燥，但是表现出来的内容很明确，那就是我们对于地热能的利用大部分还停留在很基础的阶段，例如用来给温室供热，养花种地、用来给小区供暖气、泡温泉等等。

地源热泵原理图

现在再让我们来看看世界各地地热发电装机容量的数据：

目前有26个国家在将地热能用作发电。而在这其中，美国以3714MW的装机容量排名第一，前五名里依次还有：印度尼西亚、菲律宾、土耳其以及新西兰，而我国则是以26MW的装机容量仅排名第19。当前，我国仅有西藏羊八井、朗久，广东丰顺，湖南灰汤4座高温地热电站仍在运行，而美国单一个间歇泉地热发电站就贡献了1517MW的装机容量。

美国间歇泉地热发电站

为什么我国地热直接利用率排第一，但是地热发电量却只排在全球第十九呢？其实我国很早就开始尝试发展地热发电，1977年我国西藏羊八井地热电站就投入使用，但为何至今我国的地热发电仍没有大的进展呢？其实并不是我们不想发展，相反，我们始终有对于地热发电的相关规划内容。

至于发展受限的原因，经笔者查阅多种资料，大致可以分为以下几种原因：

1. 受限于技术。一个是勘探技术，第二个是热水的防垢除垢、废水排放与回灌技术还不到位。但是技术上的问题可以通过大量的实践去突破。
2. 受限于资源。我国的地热资源虽然分布很广，在西藏、云南、四川、贵州以及东南沿海都有分布，但是地热质量较低，就连我国规模最大的羊八井地热电站使用的也仅是103摄氏度的热水，广东丰顺地热电站甚至只有90度的热水资源，这导致发电效率很低。而国外例如新西兰的地热电站，甚至可以实现500摄氏度高温以及200个大气压的条件，将水变为超临界流体实现高效率发电。
3. 受限于价格政策。地热发电也属于对绿色清洁能源的利用，但是没有像光伏、风电等发电形式一样获得相关政策支持。如果对于地热发电有了价格补贴政策，相信市场会自己做出选择。

幸运的是，我国地热发电即将突破发展的困境。因为我国已经及时地对地热能利用做出了相应的调整。

首先，面对我们地热资源质量不高的现状，我们选择了走另外一条新路：干热岩发电。

干热岩是指一种没有水或蒸汽的热岩体，主要是各种变质岩或结晶岩类岩体。干热岩埋藏于距地下2000～6000m 的深处，温度为150～650℃。而使用干热岩进行发电，则是通过注入井将低温水输入热储水库中, 经过高温岩体加热后, 在临界状态下以高温水、汽的形式通过生产井回收发电。今年6月，河北省实现了干热岩试验性发电。这是我国首次实现干热岩试验性发电。

其次，我国出台了很多政策：

1. 我国多地严格管控抽采地热水，这保障了我国地热资源长久可持续地发展下去。
2. 将地热发电纳入可再生能源发电补贴项目清单。
3. 国家能源局征集“十四五”能源发展意见建议，将试图开放能权、碳排放权市场化交易。
4. 健全行业标准规范，助力地热高质量发展。

我国干热岩分布示意图

相信在相关技术的突破与政策的引导之下，我们的地热发电产业必将蓬勃发展起来，与地热能直接利用并肩，一同为我国在2030达成碳达峰、2060实现碳中和做出巨大的贡献。

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