“隨著國家對深層地?zé)崮艿闹匾暥仍絹碓礁?，未來地?zé)崮苡型麖脑瓉淼?lsquo;后衛(wèi)’轉(zhuǎn)為‘中鋒’或‘前鋒’。”中國科學(xué)院地?zé)豳Y源研究中心主任龐忠和近日在接受《中國科學(xué)報(bào)》采訪時(shí)說。

此前，美國佛羅里達(dá)理工大學(xué)等高校的科研人員在《歐洲物理雜志》發(fā)布論文稱，通過淺井獲得的地?zé)嵝軙S著時(shí)間推移逐漸降低，可能在幾十年內(nèi)失效，如果技術(shù)和資金允許，應(yīng)考慮更深的鉆探。

不過，龐忠和指出，在高溫地?zé)岚l(fā)電和深層地?zé)崮荛_發(fā)利用技術(shù)方面，歐美等發(fā)達(dá)國家已經(jīng)研究了近50年，而我國剛剛起步，與國外尚存差距。

“要想迎頭趕上，一方面必須加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，另一方面還要讓基礎(chǔ)研究為產(chǎn)業(yè)服務(wù)。”龐忠和說。

地球“充電/熱寶”

面對“2030年前碳達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”的奮斗目標(biāo)，地?zé)崮茏鳛榍鍧嵎翘蓟稍偕茉从瓉砜涨暗陌l(fā)展機(jī)遇。近日出臺的《國務(wù)院關(guān)于加快建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟(jì)體系的指導(dǎo)意見》明確指出，要因地制宜發(fā)展地?zé)崮?，加快大容量儲能技術(shù)研發(fā)推廣。

為進(jìn)一步推動(dòng)我國地?zé)岬刭|(zhì)學(xué)和深層地?zé)崮艿陌l(fā)展，3月19日，國家自然科學(xué)基金委員會“地?zé)岬刭|(zhì)學(xué)與深層地?zé)崮?rdquo;方向戰(zhàn)略研究項(xiàng)目聯(lián)合啟動(dòng)會在中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所召開，會議由中國科學(xué)院院士汪集暘主持，多位專家共同“把脈”我國地?zé)崮艿母咝Ю煤涂沙掷m(xù)發(fā)展。

作為“深層地?zé)崮艿牡厍蚩茖W(xué)問題研究”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，龐忠和指出，地下“儲能”是地?zé)崮芪磥戆l(fā)展的重要方向之一，通過將各種余熱回灌至地下空間存儲，可有效發(fā)揮地?zé)崮茏鳛檫B續(xù)穩(wěn)定基礎(chǔ)負(fù)荷的作用。“好比是將原來的一次性電池改為可充電循環(huán)電池，解決能源的規(guī)?；L期存儲問題”。

中國地質(zhì)大學(xué)（北京）教授李克文直言：“僅依靠現(xiàn)在的風(fēng)能太陽能等作為清潔能源，我國很難在規(guī)定時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)碳中和，必須大力開發(fā)和利用地?zé)崮堋?rdquo;

實(shí)際上，早在2018年李克文團(tuán)隊(duì)就提出了“零碳中國”的構(gòu)想，還為此研究了實(shí)現(xiàn)“零碳中國”的可行性和技術(shù)路線，并在熱伏發(fā)電等技術(shù)的基礎(chǔ)上開始了零碳建筑的有關(guān)研究，獲得了相關(guān)的國家發(fā)明專利授權(quán)。

國務(wù)院新聞辦公室發(fā)布的《新時(shí)代的中國能源發(fā)展》白皮書指出，目前我國地?zé)岙a(chǎn)業(yè)在熱利用總量上已位居世界第一，截至2019年底，我國淺層和中深層地?zé)崮芄┡ㄖ娣e超過11億平方米。“人均1平方米的地?zé)峁┡娣e還是太少了，未來仍有巨大的發(fā)展空間。”龐忠和表示。

開展前瞻性研究

2017年，國家發(fā)展改革委、國土資源部及國家能源局共同編制的《地?zé)崮荛_發(fā)利用“十三五”規(guī)劃》正式發(fā)布，我國地?zé)岙a(chǎn)業(yè)迎來“第二個(gè)春天”，逐步走上高質(zhì)量發(fā)展之路。

“對于地?zé)崮荛_發(fā)利用，不僅要突破當(dāng)下的技術(shù)瓶頸，更要從現(xiàn)在開始探討未來可能被‘卡脖子’的技術(shù)。”李克文告訴記者。

龐忠和表示，實(shí)現(xiàn)地?zé)岬膹澋莱嚥荒荛_展重復(fù)簡單的研究，必須找出世界前沿性問題，找出當(dāng)前我國地?zé)岬闹卮笮枨蠛推款i問題。此外，還要利用好現(xiàn)有研究能力，認(rèn)清我國地?zé)嵫芯筷?duì)伍、平臺、研究積累等實(shí)際情況。

為此，他建議要進(jìn)一步加強(qiáng)青藏高原及周邊地?zé)豳Y源研究，梳理地?zé)衢_采的關(guān)鍵地學(xué)問題，破解深部地?zé)崮荛_發(fā)利用“卡脖子”技術(shù)難題，揭示新生代重大構(gòu)造—熱事件對深層地?zé)崮艿挠绊?，開展深層地下高溫儲能系統(tǒng)的關(guān)鍵問題研究等。

“深層地?zé)衢_采的誘發(fā)地震研究是國際研究熱點(diǎn)，雖然我國在這方面已有一定積累，但還需針對復(fù)雜地?zé)釒r體動(dòng)力破壞規(guī)律與破壞準(zhǔn)則、多場耦合條件下斷裂活化與擴(kuò)展規(guī)律、誘發(fā)地震的多場耦合擾動(dòng)過程與主控因素等關(guān)鍵科學(xué)問題進(jìn)行梳理，并結(jié)合國家戰(zhàn)略需求制定2025年深部地?zé)嶂械恼T發(fā)地震研究方向框架。”龐忠和指出。

“中國西南地區(qū)高溫水熱型地?zé)豳Y源研究與開發(fā)利用的發(fā)展戰(zhàn)略”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）教授郭清海表示，水熱型地?zé)豳Y源是目前人類主要開發(fā)利用的對象，國際上大型地?zé)犭娬镜慕ㄔO(shè)均首選高溫水熱型地?zé)釁^(qū)，截至2018年10月，全球地?zé)岚l(fā)電總量達(dá)14369MW，絕大部分來自于高溫水熱系統(tǒng)的貢獻(xiàn)。

在他看來，高溫水熱型地?zé)豳Y源比中、低溫水熱型地?zé)豳Y源在理論研究和開發(fā)利用方面更具價(jià)值和采能效率。此外，在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下，高溫水熱型地?zé)豳Y源比干熱巖型地?zé)豳Y源的開發(fā)和利用更具普遍性和可行性。

郭清海指出，我國水熱型地?zé)豳Y源分布不均勻，尤其是高溫水熱型地?zé)豳Y源主要分布于西南部的藏南、滇西、川西一帶以及東南部的臺灣。

“要查明高溫水熱型地?zé)豳Y源的分布規(guī)律，高溫水熱系統(tǒng)的形成機(jī)制研究是關(guān)鍵所在。此外，還要查明我國西南地區(qū)高溫水熱系統(tǒng)已完成調(diào)查和研究工作的薄弱環(huán)節(jié)，理清其勘查和開發(fā)利用技術(shù)的發(fā)展瓶頸。”郭清海強(qiáng)調(diào)說。

亟需加強(qiáng)政策扶持

近年來，我國在地?zé)崮芗夹g(shù)研發(fā)上的投入逐漸增加，但制約地?zé)崮馨l(fā)展的因素仍然存在，其中高成本是讓眾多投資商望而卻步的重要原因。

一塊銀色的薄板，只要將手放在上面即可產(chǎn)生電流，記者體驗(yàn)了李克文團(tuán)隊(duì)最新研發(fā)的熱伏發(fā)電成果。“只要有溫差，就能將熱能轉(zhuǎn)化為電能。”李克文說。

多年來，李克文團(tuán)隊(duì)一直關(guān)注地?zé)崮苎芯颗c產(chǎn)業(yè)的對接，他坦言，“高成本的高溫鉆井仍然是地?zé)崮荛_發(fā)利用的重要制約因素，政府應(yīng)該加大補(bǔ)貼等支持力度，同時(shí)在制定相關(guān)政策時(shí)關(guān)注技術(shù)的延展性，過細(xì)過嚴(yán)都不利于新技術(shù)的發(fā)展。”

“我國地?zé)嵫芯咳瞬攀侄倘?，?yīng)該盡快完善從本科、碩士生到博士生系統(tǒng)性的地?zé)崮芙虒W(xué)體系。為此，中國地質(zhì)大學(xué)（北京）經(jīng)教育部批準(zhǔn)，新成立了與地?zé)嵊嘘P(guān)的本科生專業(yè)。當(dāng)然，也要避免盲目跟風(fēng)開設(shè)地?zé)釋W(xué)科專業(yè)。此外，國家和社會還應(yīng)該營造正確的輿論氛圍，提高年輕人的薪資待遇，引導(dǎo)更多的年輕人走進(jìn)地?zé)岬戎圃鞓I(yè)。”李克文表示。

對于“十四五”時(shí)期如何更好推動(dòng)地?zé)崮芨咝ч_發(fā)利用，汪集暘和龐忠和從體制和政策方面提出了5點(diǎn)建議，一是把“政策供暖線”邊界由黃河為界調(diào)整到以長江為界；二是推廣“特許經(jīng)營權(quán)”等有效的市場準(zhǔn)入模式，基于開放提高產(chǎn)業(yè)發(fā)展質(zhì)量；三是為地?zé)岚l(fā)電提供電價(jià)補(bǔ)貼，改變我國地?zé)岚l(fā)電的落后局面；四是基于地?zé)崮艿目稍偕茉幢举|(zhì)屬性，落實(shí)免稅政策；五是改革地?zé)岬V權(quán)管理機(jī)制，形成適合地?zé)崃黧w礦產(chǎn)的新機(jī)制。

此外，他們還指出“十四五”要面向未來支持新的研究方向，壯大地?zé)崮軕?zhàn)略科技力量。重點(diǎn)支持地下“儲能”等“前置”技術(shù)研發(fā)，發(fā)展優(yōu)勢互補(bǔ)的綜合能源系統(tǒng)。“前鋒”與“后衛(wèi)”呼應(yīng)，形成倍增效應(yīng)和全天候保障能力。