编者按：2017年冬季，由于煤改气的推进速度不及预期，造成一些地区供暖异常，也引发了天然气市场剧烈波动。与此同时，为保障民生用气，化工行业用气受到更为严格的限制。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。2017年1月发布的《地热能开发“十三五”规划》提出，2020 年地热能年利用总量相当于替代化石能源 7000 万吨标准煤。可以预见的是，地热能在我国能源供需结构中将扮演越来越重要的角色。如今，中石化已悄然成为国内最大的地热开发企业，地热产业成为中石化在新形势下加快转变发展方式、超前战略布局和产业结构调整、大力发展新能源产业的重要战略部署。本刊特邀请中国能源研究会地热专业委员会专家委员会主任郑克棪教授撰写本文，以飨读者。

       2017年我国北方地区在推进清洁供暖中，各地政府迅速决策部署，加速了无煤化进程。一些地方的煤改气导致天然气供不应求，出现了气荒。然而另一方面，最适宜于供暖利用的地热能，尤其是普遍适用的地源热泵，却未得到应有的重用。

北方冬季清洁供暖的能源选择
   
　    习近平主席在2016年12月21日主持召开的中央财经领导小组第十四次会议上强调了推进北方地区冬季清洁供暖，宜气则气，宜电则电，尽可能利用清洁能源，加快提高清洁供暖比重。处在雾霾重灾区的京津冀各地政府立即行动，明显的特点就是去煤化，尤其农村散煤的污染远高于工业锅炉，成为治理重点。
  　 北京市在《2013—2017清洁空气行动计划》中就明确了“构建以电力和天然气为主、地热能和太阳能等为辅的清洁能源体系”。在目标任务的压力下，北京市加速了无煤化进程，新的清洁能源构成为：煤改气占12%，其余煤改电的各类，空气源热泵占67%，蓄热电暖气占19%，地源热泵和太阳能各占1%，详见图1。

地热供暖是优化选择
   
　  如果对供暖利用的清洁能源作一梳理，便可看出地热（含地源热泵）供暖的优越性。
  　 天然气的污染排放低，不及煤炭和石油的一半；但其二氧化碳排放仍比风电、地热和太阳能等可再生能源高出一个数量级。天然气的发热量高于煤炭，为38931千焦/立方米，1立方米天然气相当于1.33千克标准煤。利用天然气建热电联产（发电兼供热）才是最优化的合理利用，将天然气作为散户供暖的能源是大材小用，而且造成了河北省多地的气荒。
  　 风能和太阳能可以发电后用电采暖，但需要储能设备调剂余缺，太阳能还可以储热供暖，它们可以在风力和太阳能资源较丰富的地区应用。
  　 蓄热电暖气目前所用的电力来自火力发电厂，一是该电力中包含发电厂的污染转移；二是电暖气的能效系数低，只能靠利用峰谷电价来控制成本。
  　 热泵是提高能效系数的设备，但空气源热泵和地源热泵差别巨大。毋容置疑，地源热泵从10℃左右的地温中轻易取热的平均能效系数可达3.5，而从0℃左右的空气中拼力取热的能效系数约在2.0，号称可从-20℃取热的能效系数约小于1.5。从技术和经济角度的对比可知，空气源热泵在我国北方地区的应用效果远不如南方地区，而且较大体积的设备在室外寒冬的工作条件下噪音高，维护成本高。地源热泵只是初投资和技术成本略高，但省电就节约了运行费用，而且供暖效果好、维护成本低、噪音低。北京市对实施空气源热泵农户提供2.4万元购置费和3年补助电费6千元，同样的费用若用于发展地源热泵，综合效果将大不同，而且几年之后优越性会更明显。
       在具备常规地热资源条件的地区可以钻地热井，一眼生产井和一眼回灌井组成的地热水循环，可供暖数万平方米。

提倡地热能源的综合利用
   
　   温度在50～90℃的地下热水是最适用于建筑物供暖的热源，若采用地板供暖方式，则40℃的地下热水也能用于供暖。从地热生产井抽出的热水在供暖利用后温度降低了，就从回灌井注回地下的热储层，经地下循环的温度恢复，就可以再次被抽出利用。这样的供热和回灌过程没有污染排放。
  　 天津市实施地热供暖数十年，2016年地热供暖总面积2503万平方米，占全国地热供暖的1/4，一直是全国冠军。
  　 地热能源是源自地球内部的热能，其能源密度高，无间歇性和波动性，基本无空气污染。高温地热能可以先发电，西藏羊八井地热电站为拉萨市供电已近40年，发电后排出的热水温度还有80～90℃，可以综合利用。这种温度的地热水适宜于供暖利用，我国地热供暖已达1亿平方米，是世界第一。地热水还可用于温室种植反季节新鲜蔬菜、水果和高档花卉；地热水产养殖解决了冬季孵化、加速生长和创造高产，可满足社会大众提升的生活需求。地热能还可用在工业生产流程的洗涤或加热，以及农产品烘干等方面，而且地热水含有丰富的矿物质，通常达到矿水标准，世界各国都普遍用于温泉洗浴，兼有理疗健身作用。
　　
中国地热利用的世界贡献
    
　   我国高温地热资源主要分布在西藏、川西和滇西经济欠发达地区，影响了地热发电的开发利用，但我国东部经济发达地区分布着丰富的中低温地热资源，因此为地下热水的综合利用创造了便利条件。
  　 我国是世界第8个地热发电的国家，1970年在广东省丰顺县就利用92℃地热水发电试验成功，但后来我国地热发电的进展很慢，现已落在地热发电国家的后几名。
  　 依靠市场经济下社会需求的增长，我国地下热水的综合利用在世界上名列前茅。据5年一次的世界地热大会的数据，按年利用热能统计1995年冰岛第一、中国第二，但自2000年以来中国始终保持世界第一的位置。在其他方面也不断有新的进步：2010年我国地源热泵的年利用热能跃升为世界第二，2015年更成为世界第一；2015年我国地热利用和地源热泵的总设备容量也超过美国，成为世界第一。
　　
  　 中国地热的直接热利用居世界第一，地源热泵所利用的浅层地热能也已位于世界第一，包括产品制造和设备安装已形成强势的战略性新兴产业，在许多地方得到了用户的信赖。具有节能和减排优势的地热可再生能源适宜于地热供暖，可以在替代传统化石燃料能源、治理雾霾中发挥作用。2017年入冬一些地方出现的气荒反映了决策者的失误。回顾2017年的工作进程，我们可以把无煤化推进清洁供暖做得更好。