地热能，是来自地球内部的热能。近些年，随着我国科学技术人员的不断努力，地热能源无论是开采利用范围还是技术深度的突破，都取得了十足进展。200米以浅叫浅层地热能；200米到3000米，叫水热性地热能，温度可达100摄氏度左右；3000米以深，存在高温岩体，温度可超180摄氏度甚至200摄氏度以上，但是它里面没有流体，或仅含少量的水，这种高温岩体叫干热岩。干热岩温度有70-80摄氏度，甚至到100多摄氏度，直接换完热就可以供暖，所以效率会更高。但干热岩相对于水热型地热能，虽然温度很高，但没有天然流体，需要人为的注入流体，来产生高温的水或者蒸气，然后再进行发电或供暖的利用。
我国是最早开发利用地热资源的国家之一。据记载，早在2000多年前，我国就有温泉洗浴的习俗。进入20世纪，包括中国在内的许多国家，开始大规模开发利用地热能用于采暖和发电。
我国的地热资源十分丰富，目前已发现地热区3200多处。近30年来，随着勘探与开采技术的不断突破，我国地热能的开采量和使用量也逐年增加，目前我国地热能的直接利用规模，连续多年居世界首位。绿色清洁，和化石能源比，地热没有二氧化碳、二氧化硫和粉尘的排放；和可再生能源比，分布广、储量大、规模大、更稳定，可属地化、分布式利用。目前，我国浅层地热资源，年可采量可达7亿吨标煤；中深层水热性地热能，年可采量达18多亿吨标煤；干热岩年储量更是巨大，年可采量达860万亿吨标煤。近年来，风电光伏发展迅速，主要用于发电，但风力发电每年有效利用时间在2000到3000小时，光电大概在1000多个小时。但地热在发电方面，能达到8000小时。目前，地热使用方式主要为直接利用，截至2021年年底，我国地热供暖面积约13.3亿平米，替代标煤量近3800万吨，相当于减排二氧化碳1亿吨，所以地热绿色减碳效果非常显著。
地热利用有两种：地热发电与直接利用。人们常说的温泉洗浴、供暖制冷都属于直接利用。我国的直接利用已经达到了世界直接利用的37%，连续多年排在世界第一。根据世界能源协会评估报告，全球可再生能源中，地热能占总量的66%，远超太阳能和风能，由于地热能不受季节气候昼夜等自然条件的影响，可以不间断地提供电力供应，年利用率是太阳能和风能的5-8倍。目前，很多油田企业、地矿企业，转入到地热开发领域，把石油钻井技术引进地热开发领域之后，在中深层地热开发领域有了重要的突破。以前，我们以浅层地热利用为主，因为埋藏浅，技术含量相对低，如果想将更大范围或更深层次的地热拿出来，就需要克服一些困难和技术攻关。技术难在哪？研究人员通过地质研究，像给地球“做CT”一样，打开地层，找到层位，把井打下去，这其中会面对一些困难。如果地下有水，例如地下有些溶洞，水量越大、温度越高，在打井过程中就容易垮、容易漏。这些年通过对石油技术的引进与攻关，成功使得井能打下去。要想取热，还需要介质，热自己上不来，只有把地下的热水抽上来，进行换热，换完热，热水就变凉了，然后再把凉水重新注进原层，再加热。这样就形成了一个循环，这就是取热。
如果地下没水，也需要打个井，在地下造一个热储空间，类似于干热岩，相当于取热不取水，未来重点是发展干热岩。一个大的岩体在底下，把井打下去，一个孔把凉水注下去，加热速度太慢，量不够，如果在地下造一个空间压裂，压些缝隙、裂缝，把水注下去。利用空间把水加热后，另外一口井就往外抽。因为岩体温度较高，抽蒸气或者汽水混合物，可用于发电、供暖。技术的进步，带动了规模化发展的提升。
另外，我国资源非常丰富的还有盆地中的砂岩储层，它储量非常大，但问题是如何回灌，这种砂岩地层孔隙小，为了保证地热水用完后，能够安全回到原来的储层，技术人员持续攻关，排除杂质、物理堵塞、化学堵塞等，达到可持续利用。除了温泉与发电，地热还可以用在农业。低温的热水可用于农业种植，如果水质符合条件，可以直接进行水稻灌溉。另外也可用于花卉与特品蔬菜的养殖，在东南沿海渤海湾地区，还用于高附加值动物的养殖，也是用温泉来进行保温的作用。农业利用中，现在天津和河北已经将地热用于了蔬菜、辣椒的烘干。云南弥渡樱桃番茄数字农业特色优势园区，2022年园区单品樱桃番茄产量超过5000吨，产值达到1.1亿元。
与传统温室大棚有所不同的是，这里正在规划利用地热为温室供能，替代传统天然气锅炉供热的形式，预计能降低成本30%以上。利用地热能为农业温室大棚进行供暖，可以保障冬季温室的温度，实现农作物的反季节生长和喜热植物的过冬。
此外，地热不会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，进一步降低能耗及碳排放、提升种植效率，助力节能减排目标。地热能，竟然还可以制冷？
用地热能供暖，其实道理很简单。但是用地热供冷这个“反向操作”估计很多人不能理解，小石头来给大家解释一下。地热供冷可以从两个方面来说：一是利用“浅层地热”实现供冷。咱们国家用的比较多的是浅层地热的供暖和制冷，因为浅层地热基本在地面二三十米以下，这里是一个恒温层，温度基本上跟当地的年平均气温接近。例如北京地区，地下30多米处大约是16摄氏度，大家知道我们家用空调分为室内机和室外机，夏天制冷的时候我们相当于是把屋里面的热空气排到外面，但是像今年夏天北京特别热，到40多摄氏度的时候要把热量再往外排就非常难了。而使用地源热泵，就相当于把室外机埋在地下，地下只有16摄氏度，温度像水一样会自动从高处往低处流，所以，把屋里的热空气往16摄氏度的位置排就会更加容易，这比我们家用的空调制冷效率更高。
二是使用“水热型地热”实现供冷，目前在国内主要是在广东地区有一些实验性的应用，还没有大规模推广。咱们国家虽然资源非常丰富，但是温度品位基本上是以中低温的为主，用在供热、温泉各方面比较适合，但在发电或者制冷方面它的温度要偏低一些。过去我们说地热，那指的就是供暖，如今能直接利用还能供冷，这一点可能突破了我们很多人的认知，这也是因为我们的技术突破带来的改变。
案例：雄县——“无烟城”
以雄安为例，2014年左右整个雄县已经变成了“无烟城”——整个城市没有煤锅炉，这个城市用的都是地热供暖。2017年雄安新区成立以后，雄安的能源规划引进了“地热+”这个概念，即地热加一部分燃气、加一部分电。
这是因为雄安新区是一个主城、五个副城、多个节点。在主城这一块，建筑密度比较大，如果都要用地热，钻井密度满足不了。因此，采用“地热+”的模式，不仅做到了把地热充分利用，也节省了天然气和电，把这化石能源和传统能源的使用降到最低。
地热资源的利用给我们的生活
带来了哪些直接的改变？
最直观的改变是对环境的改善，大家知道前几年的时候北京的雾霾非常严重，尤其是供暖季。但是这几年通过煤改电、煤改气，尤其是煤改地热，对环境改善有明显效果。首先，地热没有任何排放；其次对于老百姓来说地热供暖的成本和以前相比是持平的，且更加环保。
我国地热资源丰富，尤其在供暖的利用上，我们的技术已经非常成熟了。那为什么很多地方还没有用上地热能呢？是因为没有地热资源吗？其实并非如此。
地热是地球内部的热量，所以地壳下面都有地热，但是不同的地方，开发利用难易不一样，有些地方难一些，有些地方容易一些，就造成了成本的差异。那这个就要需要我们用科技攻关来解决，把成本降下去，把我们以前开采不了的资源变成能开采的资源，从而让这些地方的居民也用上地热能。
地热的推广应用还存在哪些难点？
咱们国家地热资源很丰富，但实际上我们现在的利用量是非常少的。一是因为我们现在对资源的勘察其实还不到位。对于地热资源开发，必须摸清楚地热在哪里，我们才能有效地把它开发出来。二是一些技术的方面还需要进一步突破。三是对于资源的进一步开发，其实我们还和国外也有一定的差距，如果是能够把更深层的资源取出来，对于我们国家的地热大规模利用应该会取得更有力的推进。
畅想：
地热能的开发应用
未来会给我们生活带来怎样的改变
地热能的不断开发和应用，将来会对我们的生活会有什么改变呢？相信这个问题也是大家关注的。
你发现了吗？现在新的住宅小区，科技含量越来越高了，居住的舒适性也越来越高了。未来随着地热走进千家万户，我们畅想一下，回家之后就能泡个温泉，听着都舒服。（在雄安现在已经有些小区可以实现了！）
冬天供暖，小区非常清洁，没有任何也烟尘、颗粒化这个东西，然后温度还能够保证我们非常舒适；夏天制冷，外边也不用挂室外机，也不用呼呼地吹热风，居住环境当中见不到空调，也见不到壁挂炉，管道都在地下……我们就真正实现了绿色清洁、健康、环保低碳。
随着我国深地开采装备和技术的不断发展，我国地热开采已延伸到地下5000米深，地热的应用范围更加广泛，形式也更加多样化，地热发电、地热供暖、地热制冷等等直接利用量连续多年居世界首位。
2023年9月15日
被誉为“地热届奥林匹克”的
第七届世界地热大会
将在我国举办
大会的主题是：
清洁地热
绿色地球
让我们一起期待！
| 致读者
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2023年9月5日
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来源 | 央视科教频道编辑丨段景文 秦阿琪 刘锦妍审核丨刘江波
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