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| 夯实地热能研究基础 助力碳中和目标实现 |
| 2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，是我国实现可持续发展的重大战略部署。全国碳排放权交易于2021年7月16日正式开市。在这一背景下，加快发展可再生能源成为我国发展战略的重要选择，同样也是我国实现“双碳”目标的最佳途径。在多种可再生能源当中，地热能优点突出，具有资源储量大、分布广、利用系数高等特点，在实现双碳目标任务中，地热能将发挥更大的作用。目前地热能已作为五大非碳基能源之一纳入到“中国碳中和框架路线图研究”路线中。
“十四五”期间，中国地热的发展将随着“碳达峰”“碳中和”目标的提出乘势而上。国家能源局日前发布的《关于促进地热能开发利用的若干意见》指出，到2025年，地热能供暖（制冷）面积比2020年增加50%；到2035年，地热能供暖（制冷）面积比2025年翻一番。
接下来的几十年里，各省市数将以万计的地热工程动工并投入使用。如果地热人能够不断进行技术提升和技术创新，将会进一步提高地热系统效率、增加减排量。而技术创新的源头是基础研究，年轻地热人更需要踏实努力的做好科学技术研究，为地热产业发展提供理论基础和实验数据。
在地热工程中，一些容易被忽视的技术细节的改进，往往可以对整个系统的改善起到重要作用。以地源热泵系统回填材料的研究（回填材料作为地埋管与岩土的传热介质，对于地源热泵系统的运行效率、使用寿命及周边地下环境的保护都具有重要意义）例子来说，通过对国内外现行地源热泵系统工程规范中回填材料的主要成分、施工工艺、检测方式及要求等相关内容的对比与分析，发现国内的回填材料规范存在内容不完整、主要成分及回填要求的区域差异较大等问题。通过大量的实验和数值模拟发现，在其他参数不变的情况下，加强导热型回填材料相比传统的水泥基回填材料，能让系统的换热能力提升约10%。更值得关注的是，回填方法不当造成的回填不密实，会严重影响地埋管的换热效率、增加运行成本，对地下环境也有潜在危害。
以上这些实验和模拟只是研究的第一步，接下来还应该完善从基础研究、应用研究、产品研发到市场应用的创新链条。在初期的对比实验中发现，有些文献中提到的高导热性能回填材料存在流动度差、回填泵无法运转的问题，很难直接应用于实际工程。接下来开展进一步的实验研究与工程实践，改善回填材料的性能、完善回填工艺，希望研究的成果能够尽快应用到工程中。例如，回填材料这样的相关技术在地热系统里面还有很多，一些小的改进不但可以提升整个系统的效率，还可以加强对环境的保护。即使仅应用于10%的高质量项目里面，可节约的能源和减排量也将十分可观。当然，地热能助力碳中和不仅仅要加强针对地热系统的基础研究，各种尺度的区域性地热基础研究对于“因地制宜”开发利用地热能也起到关键作用，需要我们进一步开展相关工作。
实现碳达峰、碳中和目标，既涉及能源结构的优化调整，又涉及能源利用效率的提升，这与地热能等减碳技术的应用密切相关。能源不仅仅作为一种资源而存在，它还需要不断优化、持续迭代，促使其效率越来越高、成本越来越低。只有当地热能等清洁能源在使用体验、成本等方面成为可与化石能源相比拟的技术时，才有可能实现大规模的替代使用。而要达到这种程度，需要大量扎实的基础理论研究为支撑，加快碳中和科技成果在重点领域、重点行业和重点区域的应用，实现绿色低碳技术重大突破，完善绿色低碳政策和市场体系，营造绿色低碳生活。
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