地热能作为未来能源 在践行“双碳”目标中发挥重大作用

地热资源具有多种综合利用价值，可以带动包括地热发电、建筑供冷供热、农业种植、水产养殖、作物烘干、温泉洗浴、医疗康养、旅游休闲等在内的相关产业发展。地热能作为一种新能源，也是未来能源，能够在践行“双碳”目标中发挥重大作用，大力开发利用地热能，对落实碳达峰、碳中和目标具有重要意义。

地热能的开发和利用主要有两种方式，一是直接利用，二是间接利用。直接利用是指利用地热水或蒸汽的热量，进行供暖、热水、温室、温泉等用途，这种方式不需要进行能量转换，成本较低，效率较高，但一般只能利用浅层的地热资源。间接利用是指利用地热水或蒸汽的动能，进行发电、制氢、提取稀有元素等用途，这种方式需要进行能量的转换，成本比较高，但是效率比较低，一般可以利用深层的地热资源。以下为地热资源在供暖、农业、发电领域的详细介绍。

地热供暖

地热供暖是一种基于地下热能资源的供暖方式，其利用地下水体、岩体、土壤等自然介质中蕴含的地热能进行加热并传递到建筑物内部，从而实现室内温度升高的目的。与传统的采用燃气、油烟、电力等能源进行供暖的方式相比，地热供暖具有环保、节能、稳定、安全等诸多优势。

中深层水热型地热系统

中深层水热型地热系统是通过开发中深层地热水，将地热水的热量提取出来用于供暖，取热后的地热水经过回灌井进行同层回灌的技术路线。整个系统封闭式运行，只取热不耗水。该系统具有资源储量大、运行安全稳定高效、建设周期短、占地面积小、等量同层回灌等优势。该系统适用于地热水资源丰富的城市建筑集中供暖项目。

中深层地热井下换热系统

中深层地热井下换热系统是通过钻井的方式，利用向井下输送换热介质将地下岩层的热能导出的技术路线。整个换热过程封闭运行，系统稳定性高。该系统具有资源丰富、应用广泛、多能耦合、运行可靠等优势。普遍适用于城市建筑集中供暖项目。

中深层定向对接井换热系统

中深层定向对接井换热系统是采用定向对接钻井技术，将两口中深层地热井底部打通，使换热介质在两口井中循环换热的技术路径。系统全封闭运行，实现“取热不耗水”。具有资源丰富、应用广泛、占地面积小、取热量大，换热量高，运营成本低等优势。该系统适用中大型城市住宅清洁供暖项目。

中层同轴换热系统

中层同轴换热系统是通过数眼中层地热井，利用中层地热的热储效应，通过换热介质实现冬季取热储冷，夏季取冷储热的技术路径，该系统具有换热效率高、占地面积小，适用场景多，建设成本低、布局灵活建设快等优势。适用于冷热双供的居民社区、医院、学校、办公楼等冷暖双供项目。

浅层埋管地热利用系统

浅层埋管地热利用系统是利用浅层埋管把不能被直接利用的低品位热能转换为可以被利用的高品位热能的综合利用技术，夏季储热，冬季储冷。该系统具有跨季储热、经济性强，应用广泛，适应性强，多源耦合、可靠性强，建设快速、安全性高等优势。适用于学校、医院、写字楼等冷暖双供项目。

农业发展

中国很早就利用地热为农服务，据唐朝《元和郡县图志》记载，湖南郴县人民用温泉来灌溉田地，使农作物可以一年三熟，达到早熟增产的目的。地热资源作为一种复合型清洁能源，既可以直接应用于农业，又可以间接为农服务，在中国农业领域的利用方式多样。地热资源在农业领域的利用集中在农业温室种植、农业养殖、农副产品加工和农业技术等方面。

农业温室种植

农业温室种植是最广泛的利用形式，利用地热能的热能对农业温室大棚进行供暖，保障冬季温室的温度，实现农作物的反季节生产和喜热植物越冬。同时，利用地热能给现代农业温室大棚供暖还有助于防治病虫害、缩短生长期，促进农作物的增产增收。利用地热能给农业温室大棚供暖不产生任何二氧化碳排放，农作物在温室中生长，还减少了农业生产保温所使用的一次性薄膜和部分防范病虫害所需要的农药及肥料，实现了绿色生产、低碳环保。农业温室种植的适用范围很广，主要有育种、育秧、花卉苗木培育、蔬菜水果生产、喜热植物的种植、食用菌生产等。

农业养殖

利用地热能发展养殖业是地热能直接利用的最方便形式，利用低温热水发展水产养殖可以产生较高的经济效益，提高水产养殖数量，帮助喜热水生动物越冬。地热水同样可以应用于鱼苗繁育，部分幼鱼在冬季水温很低时不能安全越冬，过去采用锅炉或用电加温，但往往存在运行不稳定且成本较高的问题，而低温热水可以保护鱼苗越冬，提高成活率，降低成本。孵化育雏是地热能在农业领域的又一种利用形式，用研制成的热水孵化箱育雏，可提高孵化成功率，减少孵化所需的热能供应成本。

农副产品加工

在农村，为了解决农副产品收获后的储存或消费者的需求问题，常常需要对农副产品进行干燥处理，使农作物中的水分蒸发，达到干燥的目的。农产品干燥过程能耗量大，传统热风式干燥成本高，给企业造成了巨大的负担。地热干燥常常应用于瓜果蔬菜烘干、香菇烘干、牛奶巴氏消毒，还可以应用于种植饲料、绿肥，酿造酱油、豆酱、酸奶酪，加工冰糖、山茶等。

农业技术

农产品物流是中国农业经济发展的重要组成部分，农产品冷链物流是高耗能产业，采用地热制冷设备制冰、冷藏蔬菜瓜果种子，结构简单且运行费用低，能够实现低能耗、高环保。在部分农村地区，地热资源还用来给沼气池进行加温，提高沼气产量。地热资源在轻纺工业也有少量应用，可以用地热水染布、制革，地热水中含有的矿物质和恒温特点，使得用地热水染出的布质量高、布艺精美，更受消费者青睐，还节省了大量自来水和电力成本。

地热发电

最早利用地热资源发电的国家是意大利，早在1904年意大利就通过利用地热资源建立了发电站，而其他国家都是在40多年后才相继发展发电事业。目前，全球利用地热资源发电的国家一共有15个，利用地热资源发电的优点主要为：1.它的成本非常低，2.它不会受到天气季节变化的影响，3.它对于环境几乎没有污染。

地热蒸汽发电

可细分为干蒸汽式发电和闪化蒸汽式发电。

干蒸汽式发电：是最简便而有效的工作流体，只要由管线直接导入蒸汽涡轮机就可产生电力，但对地热资源类型要求高，适用于地热温度在150℃以上的高温干蒸汽资源。

闪化蒸汽式发电：即高温地热水经单段或多段闪化成为蒸汽，再由汽水分离装置去除热水，以蒸汽推动涡轮机发电，适用于地热温度90℃-150℃，。该系统之运用技术已趋成熟且安全可靠，是目前地热发电最主要的形式。

双工质循环发电

又称“双循环式”发电或介质发电系统。系以低沸点的物质（如：丁烷等）作为介质（即工作流体），与地热井产生的热流体借由热交换器达到加热，使其气化以推动涡轮机产生电力，且工作流体可循环使用。目前主要有机朗肯循环和卡琳娜动力循环两种双工质发电法。

全流循环式发电

又称“总流式”发电，地热井产生的热流体，包括蒸汽及热水的两相混合体，同时导入特殊设计的涡轮机，由动能及压力能带动传动轴连接发电机以产生电力。

热干岩发电

须先凿通两口深达数千米的深井，再将冷水注入其中一井，由干热岩层所提供的地热加热，创造出新的地热资源，可以获得更高温度的地热资源，可以达到175～225℃，使其产生水蒸气从另一井汇集后，推动涡轮机发电。

助力“双碳”目标实现

地热能是稳定可靠的可再生能源，并且与建筑能源需求（供冷供热）具有天然的契合性，如何通过政策支持和技术创新快速降低地热能开发和利用成本，扩大使用规模和应用场景，形成地热能综合开发和梯级高效利用的完整技术体系，是全球地热能行业必须正视和倾力研究的关键问题。

推广和发展地热能技术和产业，助力“双碳”目标实现，还需一些方面的配合：

第一，要加快深部地热资源勘探和可开发利用技术的科研攻关，建立权威开放的全国性地热资源数据库。建立集地热能资源基础数据、开发利用动态、资源勘查评价、立项审批、项目信息、运行数据、产业规模等信息管理系统为一体的地热能大数据平台，对地热能开发利用进行统一监管和监测评价。

第二，积极拉长地热能利用产业链，培育产业配套市场，探索地热能利用的多种商业模式。

第三，建立规划实施和结果的评价机制。建立和完善市场运行规则，形成公平合理有序竞争的地热能开发利用市场秩序；强化对地热能实施全过程和运营的监管及评价，确保地热能的科学和高效利用。

推动地热能开发利用，将有助于尽早实现2030年前碳达峰、2060年前碳中和的宏伟目标，是未来能源转型的新方向，是建筑能源低碳高效利用的优化选择，是完成非化石能源利用目标、建设清洁低碳社会、实现能源可持续发展的必然选择。