成理学子三下乡：开发利用地热资源，助推双碳目标实现
随着双碳战略的提出，国家对于绿色清洁能源的需求越来越强，而地热资源作为一种来自于地球内部的绿色低碳、可循环利用的可再生能源，具有储量大、分布广、清洁环保、稳定可靠等特点。我国地热资源丰富，市场潜力巨大，发展前景广阔。开发利用地热能不仅对调整能源结构、节能减排、改善环境具有重要意义，而且对培育新兴产业、促进新型城镇化建设、增加就业均具有显著拉动效应。地热与其他可再生能源互补综合利用，可提高能源使用效率，形成“地热+”。 为推进碳达峰目标的达成，加强资源节约和环境保护，加快推动形成绿色低碳的生产生活方式，2023年7月18日至19日，成都理工大学能源学院赴成都“地源热泵调研”社会实践团队的成员们采访了川内新能源公司负责人惠海涛先生。
天然的“地热空调”，绿色环保且节能
“地热空调”是指利用“地源热泵”技术来进行地上与地下进行热量交换的一种空调系统，该系统通过水作为载体来运输热量，其主要的技术就在于勘测地热井，建造地热井，铺设地下，地上管道，是一种开发利用地热能的有效形式。在城市里给建筑供暖制冷的地热主要指浅层地热能，是指蕴藏在地表以下200米深度范围内，储存于水体、岩石等介质中具有开发利用价值的热能。
“相较于主要利用电能的传统空调系统，地热空调系统会更稳定，节能且环保。”川内新能源公司负责人惠海涛说到，地源热泵空调系统受室外气温的影响非常小，因为地下温度是十分稳定的，不论是气温偏低高还是偏低的时候，其制冷或制热的功能都可以正常且稳定地运行，而传统空调系统的制冷制热效果受外界的影响很大，因为高温或严寒都会使暴露在外的空调外机的工作效率大大降低。同样的，因为长时间暴露在室外，风雨侵蚀，传统空调外机的故障率较高，维护成本也较高。而地源热泵空调系统在运行使用过程中，维护成本很低，其主要部件地埋管不需要维护，使用年限可达五十年以上，而空调系统的水管路的维护难度也很低，成本也不会太高。
地源热泵空调系统是最节能环保的空调系统，其运行能耗仅为普通中央空调的一半左右。即没有废气排放，也没有热污染，噪音污染。其运行能源也来源于清洁环保的可再生能源地热能源，而传统的空调系统运用的氟利昂制冷剂对环境会造成破坏，还存在热污染的问题。应用到城市建筑领域，地热空调与传统的空调相比，可节省30%-40%的能源。具体到个例，成都东站使用了1700多根高强度塑料管埋到地下100米深的位置，让水在管中循环流动与土壤岩石换热。在理想状态下，成都东客站地源热泵整个冬季平均开机100天，每天运行12小时，消耗总电量大约为200万度，但却能输出约900万度电量的热能。而若使用电锅炉，则需要消耗1000万度电。两相比较，成都东客站的地源热泵系统在冬季大约可节约800万度电，折合人民币400余万元。由此可见，地热资源的利用在经济与生态方面的价值极大，其起到的作用不容小觑。
地热资源开发的制约与痛点
川内新能源公司负责人惠海涛说：“目前地热空调系统多采用浅层地热能，环境对其的制约性其实较小，除了类似喀斯特地貌这类地下多溶洞，多地下水的地貌，大多数地形地貌其实都是可以推广地热空调系统的，包括像阿坝州等山地地形都是可以正常安装地源热泵空调系统的。目前主要影响地源热泵空调系统的推广主要是其初期安装成本较高，南方人们对于地源热泵空调的认识较少，还有不同的地区的人们对于空调的需求性与使用强度不同。”目前类似地热空调等地热资源的开发形式都面临着经济效益和环保效益间的矛盾，因为地热资源前期开发需要投入大量的资金，而后期的收益则需要比较漫长的周期。同时，惠海涛先生也有提到地热资源开发的差距跟当地的政策也有很大关系，我国地热能产业扶持政策不充分，目前关于地热能财税支持方面的法律法规，缺乏实施条款和落实细则，对优惠税率和补贴力度等激励政策没有统一明确的标准。地下的地热资源是属于矿产的一种，开发买矿要收钱，2020年9月1日起实施的《资源税法》要求对地热原矿按“1%-20%或每立方米1-30元”的标准征税，无疑对地热资源的开发与利用造成了一定的阻碍。地热资源开发想要进一步的发展，仍需相关部门统筹规划，出台与地热资源相关的鼓励政策。
地热资源的前景与开发方向
地热资源具有绿色环保、污染小的特点，其开发利用不排放污染物和温室气体，可显著减少化石燃料消耗和化石燃料开采过程中的生态破坏，对自然环境条件改善和生态环境保护具有显著效果。大力开发地热资源，将有利于改善能源消费结构，增加绿色低碳能源的利用比重；这不仅有利于缓解枯水期能源供应的紧张局面，使节能减排、环境保护和经济发展的质量提高，同时有利于地区经济的跨越式发展，提高人民的生活品质，造福后代。
想要切实推进地热资源的开发与利用，就得做好以下几点：第一，要做好前期的勘探、评估工作。推广应用“采灌均衡、取热不耗水”的循环开发模式，以有效避免开采深层承压水所带来的资源枯竭、地面沉降等问题。
第二，加强科技引领与装备创新。地热能要扩大利用，需要加强技术创新，突破技术关隘，需要具有前瞻性、革命性、颠覆性的地热理论和技术研究。因此，要加强高校与企业的联系，产学研相结合，来实现关键核心技术重点突破，持续推动地热产业降本增效。
第三，为地热资源的发展提供良好的发展环境。各地相关部门要根据实际情况制定出台相关补贴政策，鼓励和支持企业进行地热资源开发和利用。
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