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專家解讀 | 挖掘地球深處的能量寶藏 助力實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)
地?zé)崮苁侵纲x存于地球內(nèi)部巖土體、流體和巖漿體中,能夠?yàn)槿祟愰_發(fā)和利用的熱能。地?zé)崮芫哂蟹植紡V泛、儲量豐富、清潔可再生等特點(diǎn),其低品位性與城鎮(zhèn)建筑供暖需求相適應(yīng),是替代化石能源、減少CO2排放的優(yōu)選建筑供暖能源。
近日,生態(tài)環(huán)境部會同住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、國家能源局印發(fā)《溫室氣體自愿減排項(xiàng)目方法學(xué) 中深層地?zé)崮芫聯(lián)Q熱供暖技術(shù)應(yīng)用工程》,將中深層地?zé)崮芫聯(lián)Q熱供暖工程減排量納入全國溫室氣體自愿減排交易市場,為相關(guān)技術(shù)的規(guī)模化應(yīng)用提供了強(qiáng)有力支持。目前,全球范圍內(nèi)尚未建立起針對中深層地?zé)崮芫聯(lián)Q熱供暖的市場化減排激勵(lì)機(jī)制。國際自愿碳減排標(biāo)準(zhǔn)體系(如核證碳標(biāo)準(zhǔn)、黃金標(biāo)準(zhǔn)等)現(xiàn)有的供暖行業(yè)方法學(xué)中,均未包含專門針對中深層地?zé)崮芫聯(lián)Q熱供暖的核算方法。本方法學(xué)為國際自愿減排交易機(jī)制的發(fā)展貢獻(xiàn)了“中國方案”。
那么,具體哪些工程類型可適用本方法學(xué)?減排量應(yīng)如何計(jì)算?項(xiàng)目可以獲得怎樣的收益?圍繞這些問題,記者采訪了本方法學(xué)的編制單位負(fù)責(zé)人、陜西省煤田地質(zhì)集團(tuán)有限公司正高級工程師、自然資源部煤炭資源勘查與綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任、陜西省地?zé)釁f(xié)會副會長、陜西省地?zé)崮軜?biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會秘書長張廷會。
收入單一、盈利有限,現(xiàn)有項(xiàng)目基本處于虧損狀態(tài)
中國環(huán)境報(bào):淺層、中深層地?zé)崮苋绾蝿澐郑?/p>
張廷會:淺層和中深層地?zé)崮苤饕鶕?jù)地?zé)崮苜x存深度和開發(fā)利用系統(tǒng)技術(shù)工藝來劃分。《地?zé)崮苄g(shù)語》中對淺層地?zé)崮苓M(jìn)行了定義,是指從地表至地下200m深度范圍內(nèi),儲存于水體、土體、巖石中的溫度低于25℃,采用熱泵技術(shù)可提取用于建筑物供熱或制冷等的地?zé)崮堋\層地?zé)崮芸梢岳錈犭p供,中深層地?zé)崮荛_發(fā)深度一般在200—4000米深度內(nèi),主要用于供暖。
中國環(huán)境報(bào):目前,中深層地?zé)崮芫聯(lián)Q熱供暖工程有多少?分布在哪?當(dāng)時(shí)建設(shè)基于哪些背景?投資風(fēng)險(xiǎn)主要有哪些方面?現(xiàn)有經(jīng)營狀況如何?
張廷會:截至2025年供暖季,全國中深層地?zé)崮芫聯(lián)Q熱供暖技術(shù)應(yīng)用面積約1500萬平方米,已經(jīng)建成尚未運(yùn)行和在建工程供暖面積約5000萬平方米。工程應(yīng)用主要分布在陜西、甘肅、山東、河南、河北、湖南、北京、山西、吉林、遼寧、黑龍江等省市。
陜西西安周邊的臨潼、湯峪等天然溫泉舉世聞名、開發(fā)利用歷史悠久。關(guān)中盆地地?zé)岬刭|(zhì)條件優(yōu)越。2012年,有關(guān)單位提出了向地殼深部延伸采用熱傳導(dǎo)技術(shù)開發(fā)中深層地?zé)崮艿乃悸罚ㄟ^生產(chǎn)實(shí)踐和技術(shù)攻關(guān),成功研發(fā)同軸套管井和對接井井下?lián)Q熱建筑供暖技術(shù),并在民用建筑、工業(yè)建筑供暖中成功實(shí)施,建成了交大創(chuàng)新港同軸套管井群、陜煤地質(zhì)草灘生活基地U型對接井等多個(gè)規(guī)模化應(yīng)用示范工程。目前中深層地?zé)崮芫聯(lián)Q熱建筑供暖技術(shù)基本成熟,已經(jīng)在我國北方冬季采暖地區(qū)推廣應(yīng)用,并受到國際地?zé)峤绲膹V泛關(guān)注。
投資風(fēng)險(xiǎn)主要體現(xiàn)在地?zé)岬刭|(zhì)條件差異性較大,鉆完井成本占工程總投資的60%-70%、工程初投資大,單井取熱能力相對水熱型偏小,居民過冬地點(diǎn)的多樣化導(dǎo)致的運(yùn)行工程范圍內(nèi)入住率不確定性,老舊建筑能耗較高,供暖費(fèi)收入與預(yù)期差異較大等。限于建筑供暖的民生工程政府定價(jià)屬性與工程建設(shè)的市場投資行為不對等,現(xiàn)有運(yùn)行工程收入來源單一,盈利能力有限,基本上處于虧損狀態(tài)。
中國環(huán)境報(bào):哪類地區(qū)或者說怎樣的資源稟賦條件可以開發(fā)中深層地?zé)崮芫聯(lián)Q熱供暖項(xiàng)目?
張廷會:中深層地?zé)崮芫聯(lián)Q熱供暖工程建設(shè)不受地域限制,不受地下水豐富程度影響,從這個(gè)角度上講全國范圍內(nèi)都可以建設(shè)。但在開發(fā)此類工程之前,應(yīng)以地?zé)豳Y源潛力為基礎(chǔ),根據(jù)地溫梯度、地層巖土體導(dǎo)熱系數(shù)等因素進(jìn)行換熱能力評估,結(jié)合工程負(fù)荷需要、場地情況等方面對可行性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行評價(jià)再決定是否開發(fā)。在地溫異常區(qū)、深大斷裂發(fā)育區(qū)、巖漿巖的埋深較淺的區(qū)域,單井取熱能力比其它區(qū)域更好,是建設(shè)中深層地?zé)崮芫聯(lián)Q熱供暖工程的優(yōu)選區(qū)域。
方法學(xué)適用哪些類型?又將獲得多少收益?
中國環(huán)境報(bào):方法學(xué)適用的具體工程類型有哪些?哪些類型不適用?使用本方法學(xué)申請的工程須滿足什么條件?
張廷會:該方法學(xué)適用于載熱介質(zhì)在中深層同軸套管井或?qū)泳醒h(huán)取熱的井下?lián)Q熱建筑供暖技術(shù)應(yīng)用工程。淺層地(水)源熱泵、中深層水熱型抽采回灌等地?zé)崮芄┡こ滩贿m用于本方法學(xué)。
使用本方法學(xué)進(jìn)行CCER開發(fā)的工程須滿足六個(gè)條件:一是利用井下?lián)Q熱技術(shù)開發(fā)中深層地?zé)崮転榻ㄖ铮裼媒ㄖ⒐I(yè)建筑)進(jìn)行供暖并計(jì)價(jià)收費(fèi),不包括既有技術(shù)應(yīng)用工程新增地?zé)峋糠值那樾魏鸵云渌茉聪虻責(zé)峋a(bǔ)熱的情形;二是使用板式換熱器、熱泵機(jī)組進(jìn)行地?zé)崮芴崛。⒃O(shè)置供熱一次輸配管網(wǎng)和二次輸配管網(wǎng)對供暖區(qū)域或建筑物供暖;三是當(dāng)中深層地?zé)崮芘c其他熱源共用供熱管網(wǎng)時(shí),或作為“中深層地?zé)崮?”多能互補(bǔ)類技術(shù)應(yīng)用工程,中深層地?zé)崮苡昧宽毦邆洫?dú)立連續(xù)監(jiān)測和記錄系統(tǒng);四是項(xiàng)目業(yè)主為技術(shù)應(yīng)用工程的產(chǎn)權(quán)所有者或其被授權(quán)的相關(guān)法人主體,在同一省(自治區(qū)、直轄市)內(nèi)的多個(gè)技術(shù)應(yīng)用工程可合并申請,項(xiàng)目業(yè)主應(yīng)取得全部技術(shù)應(yīng)用工程的產(chǎn)權(quán)所有者的授權(quán);五是項(xiàng)目監(jiān)測數(shù)據(jù)應(yīng)與全國碳市場管理平臺(https://www.cets.org.cn)聯(lián)網(wǎng),減排量產(chǎn)生于項(xiàng)目相關(guān)監(jiān)測數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)之后;六是項(xiàng)目應(yīng)符合國家法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)要求,符合行業(yè)發(fā)展政策。
中國環(huán)境報(bào):獲得CCER收益后,企業(yè)收益可以提升多少?您如何看待方法學(xué)在提升項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性方面的作用?是否會促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展?
張廷會:企業(yè)獲得CCER收益的多少與采用井下?lián)Q熱技術(shù)供熱體量大小有直接關(guān)系,根據(jù)對多個(gè)典型示范工程的調(diào)研和測算,每百萬平方米井下?lián)Q熱技術(shù)的應(yīng)用可每年獲得收益約100萬元-150萬元,一定程度提升了技術(shù)應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性,為井下?lián)Q熱技術(shù)在“十五五”期間規(guī)模化應(yīng)用提供了強(qiáng)有力支持。同時(shí),本方法學(xué)的提出將對井下?lián)Q熱等供暖技術(shù)的設(shè)計(jì)評價(jià)、監(jiān)測計(jì)量以及性能優(yōu)化等方面提出更科學(xué)的要求,促進(jìn)供暖、地勘、熱泵產(chǎn)業(yè)技術(shù)的良性發(fā)展。
以實(shí)際供熱量為依據(jù)確定基準(zhǔn)線排放量,為準(zhǔn)確評估減排量提供數(shù)據(jù)支撐
中國環(huán)境報(bào):此前國際上是否發(fā)布過類似方法學(xué)?與原有方法學(xué)相比,有哪些機(jī)制或思路上的創(chuàng)新?這次方法學(xué)設(shè)計(jì)中,最核心的理念是什么?
張廷會:以前清潔發(fā)展機(jī)制(CDM)曾發(fā)布過方法學(xué)AM0072,名稱為供熱中使用地?zé)崽娲剂稀?/p>
與原有CDM方法學(xué)相比,在適用條件和技術(shù)邊界上,本次發(fā)布的方法學(xué)精準(zhǔn)聚焦中深層地?zé)崮芫聯(lián)Q熱供暖技術(shù)應(yīng)用,不涉及中深層水熱型抽采回灌地?zé)崮芄┡夹g(shù),允許使用制冷劑,但減排量需要扣減對應(yīng)的項(xiàng)目排放,機(jī)制上更符合我國地?zé)崮墚a(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀;在減排邏輯方面,以實(shí)際替代化石能源供暖的供熱量,確定傳統(tǒng)供暖方式的排放量,系統(tǒng)考慮了井下?lián)Q熱技術(shù)應(yīng)用中使用電能、制冷劑泄漏等產(chǎn)生的排放量,兩者的差值為實(shí)際減排量,實(shí)現(xiàn)了有效評估,減排思路簡潔、保守、實(shí)用性強(qiáng)。
本方法學(xué)設(shè)計(jì)中,最核心的理念是以井下?lián)Q熱技術(shù)應(yīng)用中的實(shí)際供熱量為依據(jù)確定基準(zhǔn)線排放量,為準(zhǔn)確評估減排量提供數(shù)據(jù)支撐。
中國環(huán)境報(bào):從國際比較的角度看,本方法學(xué)與國外類似機(jī)制在技術(shù)設(shè)計(jì)方面有何異同?
張廷會:本方法學(xué)與CDM“利用地?zé)豳Y源替代化石燃料進(jìn)行空間供暖”(第3版)的設(shè)計(jì)有以下四點(diǎn)差異。
一是適用范圍與技術(shù)邊界精準(zhǔn)聚焦中深層地?zé)崮芫聯(lián)Q熱供暖技術(shù)應(yīng)用。本方法學(xué)嚴(yán)格限定中深層地?zé)崮埽?00~4000米),技術(shù)應(yīng)用限定供暖計(jì)價(jià)收費(fèi),并明確排除淺層地?zé)崮埽?lt;200米)及不包括既有技術(shù)應(yīng)用工程新增地?zé)峋鸵云渌茉聪虻責(zé)峋a(bǔ)熱的情形,確保技術(shù)路徑純粹性。AM0072方法學(xué)以水熱型為主,覆蓋低焓地?zé)嵯到y(tǒng)(<150℃),允許擴(kuò)容(≤10%)及多熱源組合,但需重新評估基線情景,可能導(dǎo)致技術(shù)混雜。且其不允許使用制冷劑的項(xiàng)目申報(bào),與國內(nèi)地?zé)嵝袠I(yè)現(xiàn)狀不符。本方法學(xué)優(yōu)勢在于通過明確技術(shù)邊界,避免減排量高估風(fēng)險(xiǎn),更貼合國內(nèi)地?zé)崮芄峒夹g(shù)發(fā)展現(xiàn)狀。
二是減排量核算邏輯。(一)簡化計(jì)算基準(zhǔn)線排放方面,本方法學(xué)采用天然氣供熱碳排放強(qiáng)度。AM0072方法學(xué)需通過多情景篩選(如化石燃料鍋爐、分散式供熱),并論證技術(shù)、財(cái)務(wù)和接受度障礙,流程復(fù)雜。本方法學(xué)優(yōu)勢在于根據(jù)我國供暖能源結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀,經(jīng)多情景識別后,基于保守性原則,確定天然氣供暖為基準(zhǔn)線情景。(二)優(yōu)化排放源覆蓋方面,本方法學(xué)重點(diǎn)核算電網(wǎng)電力、化石燃料消耗及制冷劑泄漏,采用保守性原則處理數(shù)據(jù)缺失(如根據(jù)熱泵機(jī)組制冷劑充注量的比例作為制冷劑使用的泄漏量)。AM0072方法學(xué)明確禁止使用產(chǎn)生溫室氣體排放的制冷劑,不符合中國當(dāng)前普遍采用熱泵機(jī)組形式的供暖技術(shù)應(yīng)用情景。本方法學(xué)優(yōu)勢在于覆蓋國內(nèi)熱泵技術(shù)普遍使用的制冷劑泄漏風(fēng)險(xiǎn),核算更全面。
三是額外性豁免機(jī)制與開發(fā)成本。本方法學(xué)基于中深層地?zé)崮荛_發(fā)的投資風(fēng)險(xiǎn)及長回報(bào)周期,直接豁免額外性論證,降低項(xiàng)目開發(fā)門檻。AM0072方法學(xué)需通過障礙分析(barrier analysis)、投資分析(investment analysis)和常規(guī)實(shí)踐分析(common practice analysis)三步論證,開發(fā)周期長、成本高。本方法學(xué)優(yōu)勢在于顯著縮短項(xiàng)目落地時(shí)間,提升市場響應(yīng)效率。
四是監(jiān)測與數(shù)據(jù)要求。本方法學(xué)明確監(jiān)測設(shè)備精度,數(shù)據(jù)需保存至計(jì)入期后10年,并提供校準(zhǔn)與交叉核驗(yàn)流程;要求數(shù)據(jù)上傳至全國碳市場管理平臺進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。AM0072 方法學(xué)要求對地?zé)峋畬?shí)際提取的熱量、流量、水溫、化石燃料消耗量、耗電量等數(shù)據(jù)開展監(jiān)測,但未強(qiáng)制要求數(shù)據(jù)存儲期限,依賴項(xiàng)目業(yè)主自律。本方法學(xué)優(yōu)勢在于通過標(biāo)準(zhǔn)化流程保障數(shù)據(jù)質(zhì)量,降低審核風(fēng)險(xiǎn)。
中國環(huán)境報(bào):本方法學(xué)共涉及參數(shù)14個(gè),包括項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段需要確定的參數(shù)7個(gè)、項(xiàng)目實(shí)施階段需要確定的參數(shù)7個(gè)。其中,需要企業(yè)自測的參數(shù)3個(gè)。能否介紹下這些關(guān)鍵參數(shù)及其質(zhì)量控制要求?方法學(xué)如何確保數(shù)據(jù)質(zhì)量和監(jiān)測的可操作性?
張廷會:在方法學(xué)起草過程中,我們以準(zhǔn)確計(jì)算碳減排量為出發(fā)點(diǎn),結(jié)合工程設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營、自控等要求,明確了CCER項(xiàng)目開發(fā)需要企業(yè)自測的3項(xiàng)參數(shù),主要包括項(xiàng)目供熱量、項(xiàng)目運(yùn)維耗電量、項(xiàng)目天然氣消耗量。其中,供熱量是計(jì)算碳減排量需要采集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),監(jiān)測計(jì)量設(shè)備安裝在二次輸配管網(wǎng)與能源站之間,對中深層地?zé)崮軐?shí)際供熱量的計(jì)算指標(biāo)進(jìn)行直接獲取。項(xiàng)目運(yùn)維耗電量和天然氣消耗量兩項(xiàng)數(shù)據(jù),通過自有計(jì)量設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)采集上傳全國碳市場管理平臺,在精準(zhǔn)計(jì)量的同時(shí)也接受全社會的監(jiān)督,確保數(shù)據(jù)的真實(shí)性。
此外,方法學(xué)依據(jù)儀器儀表的相關(guān)檢測規(guī)范明確了檢驗(yàn)周期和質(zhì)量要求。明確了項(xiàng)目業(yè)主數(shù)據(jù)采集保存責(zé)任計(jì)量裝置的鑒定、校準(zhǔn)及精度、校正,數(shù)據(jù)管理與歸檔,數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng),項(xiàng)目審定與核查要點(diǎn)方法等要求,確保數(shù)據(jù)質(zhì)量和監(jiān)測的可操作性。
方法學(xué)如何回應(yīng)業(yè)內(nèi)關(guān)注?
中國環(huán)境報(bào):在起草編制此方法學(xué)過程中,行業(yè)重點(diǎn)關(guān)注哪些技術(shù)和情景設(shè)定問題?方法學(xué)如何回應(yīng)這些意見的?
張廷會:一是基準(zhǔn)線情景的設(shè)計(jì)。由于目前城鎮(zhèn)建筑供暖既有電廠余熱供暖,還有燃煤鍋爐、天然氣鍋爐等化石能源供暖,行業(yè)關(guān)注基準(zhǔn)線情景的取值,并對方法學(xué)征求意見稿提出修改意見和建議。考慮到國家發(fā)展改革委、商務(wù)部、市場監(jiān)管總局印發(fā)《市場準(zhǔn)入負(fù)面清單(2025年版)》的通知(發(fā)改體改規(guī)〔2025〕466號)中禁止建設(shè)燃煤鍋爐供熱,起草工作組經(jīng)過多方咨詢、研討、論證,確定方法學(xué)將基準(zhǔn)線情景設(shè)置為天然氣供暖。
二是利用地?zé)崮芄?yīng)熱水、蒸汽等是否可以進(jìn)行CCER項(xiàng)目開發(fā)。地?zé)崮芄?yīng)熱水、蒸汽,在采暖季和非采暖季通過初級對水的加熱后,再通過其他能源加熱達(dá)到用戶要求都可實(shí)現(xiàn)。但其他能源的形式多樣,基準(zhǔn)線情景更復(fù)雜、更難取值。在方法學(xué)中計(jì)入減排量的,只有單一供暖這一應(yīng)用場景。
三是關(guān)于將超長重力熱管井下取熱列入井下?lián)Q熱技術(shù)的建議。考慮到熱管是一種管內(nèi)工質(zhì)一定壓力條件下通過相變循環(huán)吸熱—放熱過程,目前應(yīng)用場景和技術(shù)成熟度有限,推廣應(yīng)用尚需實(shí)踐驗(yàn)證,本版本方法學(xué)暫未列入。
四是擴(kuò)大調(diào)峰設(shè)備種類。鑒于中深層地?zé)崮芫聯(lián)Q熱供暖工程的初投資大、井下?lián)Q熱能效偏低、供暖負(fù)荷受環(huán)境溫度影響不確定性等因素,設(shè)置調(diào)峰設(shè)備可以讓地?zé)崮艹浞职l(fā)揮其減排效果。方法學(xué)吸納了各方意見和建議,在原天然氣鍋爐調(diào)峰基礎(chǔ)上,補(bǔ)充了空氣源熱泵等設(shè)施,擴(kuò)大了調(diào)峰設(shè)備的選擇空間。
來源 | 中國環(huán)境APP
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