近日，以“地热技术创新引领能源体系建设”为主题的中国能源研究会2024年地热学术年会在雄安新区召开。地热资源开发利用对优化能源结构、推进能源行业绿色低碳转型、实现碳达峰碳中和具有重要意义。此次大会旨在助力雄安新区绿色城市典范建设，展示和交流国内外地热资源勘查开发领域的最新研究成果，探讨地热开发过程中面临的重大科学技术问题，促进地热行业高质量发展。

    加快培育新业态、新场景、新模式 我国积极开发利用地热能，助力能源体系转型和“双碳”目标实现。近年来，多项政策出台推动地热能规模化开发。当前地热产业市场需求旺盛，但面临技术、成本等挑战。专家建议，应加大技术创新和智能化应用力度，加快培育地热产业新业态、新场景、新模式。 地热能是一种储量丰富、分布较广、稳定可靠的可再生清洁能源。我国大力开发利用地热能，对构建清洁低碳、安全高效的能源体系，助力实现碳达峰碳中和目标具有重要意义。

    2021年，国家能源局等八部门联合发布《关于促进地热能开发利用的若干意见》，指出要深化地热资源勘查工作、积极推进浅层地热能利用、稳妥推进中深层地热能供暖，鼓励地方建设地热能高质量发展示范区，稳妥推进地热能发电示范项目建设等重点工作。 2022年国家发展改革委发布《“十四五”可再生能源发展规划》，指出积极推进地热能规模化开发，全面推进浅层地热能开发，积极推进中深层地热能供暖制冷。 

   2024年7月31日，中共中央、国务院发布《关于加快经济社会发展全面绿色转型的意见》，明确指出大力发展非化石能源，因地制宜开发生物质能、地热能、海洋能等新能源。11月8日，我国通过《能源法》，提出推进风能、太阳能开发利用，因地制宜发展地热能等。 当前，我国地热产业市场需求旺盛，技术研发不断进步，政策支持不断强化，产业链逐步健全，地热产业体系初步形成。生态环境部对外合作与交流中心政策研究部研究员张剑智认为，尽管我国清洁能源技术在电力、工业、建筑、交通、钢铁、农业等行业得到大力发展，但是清洁能源技术开发成本高，数字化水平、智能化水平、储能技术、调峰技术还需要进一步提高。由于美欧在气候与清洁能源政策上具有不确定性和摇摆性，我国清洁能源企业和产品走出去面临越来越大的挑战。他建议完善绿色税收、绿色信贷等激励措施，加大清洁能源领域的资金投入力度，推进绿色低碳清洁能源发电、储能等关键核心技术研发，推进产学研用深度融合，进一步巩固太阳能、风能、氢能、核能、地热能等清洁能源技术在国际上的领先优势。 我国地热产业发展条件十分有利。与会专家表示，在政策支持下，地热产业发展将迎来更大市场空间，要加大技术创新力度，拓展应用场景，推动智能化与数字化等先进信息技术与地热产业深度耦合，提升地热能的利用效率和服务水平，加快培育地热产业新业态、新场景、新模式。 发展地下储热正当时 我国风力、光伏发电快速发展，但面临“弃风弃光”挑战。跨季节储能技术，尤其是地热储能成为解决方案，具有储热温度高、能量密度大等优势。为提升地热储能系统性能，需关注地热储能关键技术，如地热储能式供暖系统、热储强化调控及电热耦合技术。 太阳能和风能具有间歇性、不稳定、不可控等特点，以致我国风光资源丰富的地区多受“弃风弃光”困扰。尤其是“三北”地区，风力发电发展迅速，带来了非常富裕的非连续电力资源，但“弃风弃光”时有发生。全国新能源消纳监测预警中心数据显示，2023年，我国新能源弃风率达2.7%，弃风率超过5%的地区有4个。

   2024年，弃风、弃光率持续上升，1~6月，我国新能源弃风率增至3.9%，其中弃风率超过5%的地区增至8个。 大比例可再生能源利用离不开跨季节储能（夏季储热、冬季取热），采储结合的热储工程技术是经济性开采地热能的工程技术，可以将间歇性、不稳定的风能转为稳定的地热能进行储存，储层深度一般在500~2000米、储热温度在70~150摄氏度。 深部地热储能的技术优势主要表现为储热温度高、能量密度大，储热效率更高、能力更强、运行成本更低，对浅部地下水不会造成污染。

   中国科学院地质与地球物理研究所研究员庞忠和指出，未来以可再生能源为主体的能源结构离不开长时间大容量储能技术。地热储能条件好、潜力大、基础好，雄安新区的初步试验表明，中深层碳酸盐岩地热储能技术可行、回收率高，绿色能源消纳和经济效益均好，系统运行稳定，可扩大中深层地热储能技术的应用规模。 什么是影响地热储能系统性能的关键因素？如何提升和优化地热储能系统的回收率？如何建立地热储能系统的综合评价体系？庞忠和认为这是要重点关注的地热储能关键技术问题。地热储能式供暖系统技术，创新点在于以地热能为基础负荷，将过剩的风电资源就地消纳，在电、热、储三个环节进行有效配置与调控，实现供暖系统的稳定运行；热储强化调控技术，创新点在于利用水力压裂或酸化压裂等技术，实现热储层的增强或改造，综合利用地球物理、水文地质和数学模型等手段，提高热储层储热效率，保障多能融合地热储能式供暖系统全生命周期稳定运行；电热耦合技术，创新点在于基于“源网荷储”协同优化模型，探索风电反调峰特性与冬季供暖需求的联动机制，研发高效电热转换设备，实现风电与热力多维度耦合。 

   油田地热开发优势明显 地热能作为一种稳定可靠的可再生能源，与油气行业关联紧密。四川盆地地热资源丰富，开发潜力巨大，同时，废弃油井与地热资源分布高度重叠。专家建议，利用优质废弃油气井开发地热，并攻克相关技术难题，以优化地热储能系统，提升能源利用效率。 地热能不受天气等自然条件的影响，平均能源利用率高于太阳能和风能，可用于供暖、发电等多个领域。在诸多可再生能源中，地热能的勘探开发与油气行业关联度最大。 

   地热资源作为与石油共生于沉积盆地的资源，油田企业开发优势明显：油田地热储量丰富，且投资回收期短（3~5年）；基础设施极大降低了地热开发成本，勘探、钻井成本降幅在50%~65%，钻井成功率高；高产水井和废弃油井是开发地热的最佳候选井；拥有丰富的地质、钻井、测井、地震、重磁等基础资料，为地热勘探、评价、开发和利用提供了巨大便利。 四川盆地地热资源量达到42.6万亿吉焦，折合标准煤14504亿吨，资源丰度达到1.85亿吉焦/平方公里，地热资源位居中国沉积盆地之首，开发潜力巨大。 在四川盆地油气勘探开发过程中产生了大量废弃油井，其分布与地热资源分布高度重叠，可极大降低地热开发钻井成本；存在完备的地质生产资料，可极大降低开发风险；废弃油井后期处置和维护要耗费大量人力、物力，改造后，开采地热可有效延长废弃油井的生命周期，实现“变废为宝”，因此利用废弃油井开发中低温地热能具备先天优势。 基于长期的地热资源勘探及开发经验，成都理工大学地热研究中心研究员姜光政建议，选择具有优质储层的废弃油气井，建立废弃油气井数据库；横向对比单井特征参数，挑出条件较优的废弃油气井；根据四川盆地及矿权范围地热资源分布特征，优选出最优分级带上的废弃油气井进入数据库。他认为，地热开发亟待攻克的技术主要包括油田水化学特征及结垢机理、油田地区地温特征及聚热机制、地热储层地质建模及可视化、高矿化度地热水高效换热预处理及开发工艺、碳酸盐岩孔隙表征及渗流机理、油田结垢物微观特征及除垢工艺、废弃油气井储层改造关键技术及工艺等。

    创新引领浅层地热能学科发展 浅层地热能在我国建筑供暖制冷及热水供应中具有显著优势。华北平原等地自然条件优越，浅层地热能开发潜力巨大。雄安新区作为地热优势城市，积极探索地热多元化开发和梯级利用方式，建设地热供暖区域并实现“地热+”清洁供热系统运营。未来，应持续探索浅层地热能地质学理论及方法，开展高效转化及应用研究，并深化地质环境影响研究，助力“双碳”目标实现。 在可再生能源中，地热能在我国建筑物供暖制冷及生活热水提供方面具有得天独厚的优势，特别是浅层地热能，分布面积广、开采难度小、热泵技术成熟，可以有效降低我国建筑能耗与碳排放。 我国农村地区供热约占全国供热面积的1/3，是推广清洁供热的薄弱环节，农村燃煤替代刻不容缓，浅层地热能高效利用发展空间巨大。浅层地热能是指蕴藏在地表以下一定深度（一般小于200米）范围内岩土体、地下水和地表水中，在当前技术经济条件下，具有开发利用价值的热能，温度一般低于25摄氏度。 华北平原属暖温带大陆季风气候，夏季需要制冷、冬季需要供暖，同时又具有良好的地热地质和水文地质条件，浅层地热能开发利用具有得天独厚的自然条件。同时，河北省平原地区能源匮乏，为了加速经济发展，开发利用浅层地热能势在必行。 河北省浅层地热能开发始于2001年，浅层咸水式地源热泵技术利用工程主要集中在农村，分散式夏季制冷，开发利用方式为“水空调”和“水帘”两种方式。地埋管式地源热泵工程大部分位于城市和县城城区，主要用于机关、学校、商场、酒店、住宅、医院等公共建筑。 2022年2月，河北省印发《关于促进全省地热能开发利用的实施意见》，提出积极推进浅层地热能利用结合供暖（制冷）需求，因地制宜推进浅层地热能利用，建设浅层地热能集群化利用示范区。 结合河北浅层地热能开发的实际，河北省地热资源开发研究所研究员赵红亚认为，应加强浅层地热能区域地质勘查工作，提高勘查精度；对现有的浅层地热能利用工程进行长期监测，研究其运行效果、能效比及运行过程中对地质环境的影响，优化工程设计参数；建立示范工程，调动建设单位开发利用浅层地热能的积极性，积极建设并申报可再生能源示范工程。 雄安是世界上少有的地热优势城市，埋藏浅、温度高、水质好、易回灌，地热田总面积1256平方公里，总储存量377亿立方米，可开采量4亿立方米。

   《河北雄安新区总体规划（2018~2035年）》提出“推进本地可再生能源利用”，要求科学合理利用地热能，探索建立地热供暖、制冷等多元化开发和梯级利用方式。7年多来，雄安新区建设完成中深层、浅层地热和地下水自动化动态监测系统，开展了17个地块、总面积440平方公里的地热勘查，拥有了13个地热采矿权，中试基地3万平方米利用浅层地热能的厂房投入使用，新建片区800万平方米的地热供暖区域实现“地热+”清洁供热系统运营。同时，雄安新区不断探索“油退热进”工业化地热开采模式，积极申报国家地热高质量发展示范区，为未来之城建设持续赋能。

    自然资源部浅层地热能重点实验室科技办负责人李翔说，面向国家新能源与可再生能源发展、科技发展的战略目标和重大需求，凸显绿色发展理念，开展战略性、前沿性的浅层地热能应用基础研究和浅层地热能利用关键环节技术攻关，以创新为引领，推动浅层地热能学科发展和技术进步，建设高水平科技人才高地，助力自然资源管理和“双碳”目标实现。 李翔建议持续探索浅层地热能地质学理论及方法。从地埋管换热特性、土壤储能热湿迁移规律、地下水循环及中深部构造等对浅层地温场影响等方面研究浅层地热能成因机理，开展浅层地热能勘探评价方法体系研究；多维度开展浅层地热能高效转化及应用研究，开展不同岩层的储热性能及岩土体换热试验，提升寒区浅层和中深层换热系统换热能力，明确地下水渗流对温度场分布、地埋管换热特性的影响，推进地埋管换热系统研究及测评方法研究，开展浅层地热能利用系统仿真和优化设计等；继续深化浅层地热能利用地质环境影响研究，应用光纤测温技术，开展物联网监测预警，减少井群复杂热交互作用影响，核算全流程碳排放等。