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地熱資源開(kāi)發(fā)利用

淺層地熱，可再生能源的下一個(gè)藍海？

  與風(fēng)能、太陽(yáng)能等新能源一樣，淺層地熱能在《可再生能源法》中被明確列入新能源所鼓勵的發(fā)展范圍，但在實(shí)際推廣利用中，所獲得的關(guān)注卻不是很高。目前我國淺層地熱利用的現狀如何？有哪些潛力？在開(kāi)發(fā)中應該注意什么問(wèn)題？
  入冬以來(lái)，供暖問(wèn)題一直是社會(huì )關(guān)注的焦點(diǎn)。國家發(fā)展改革委等六部門(mén)近日印發(fā)的《關(guān)于加快淺層地熱能開(kāi)發(fā)利用促進(jìn)北方采暖地區燃煤減量替代的通知》提出，到2020年，淺層地熱能在供熱（冷）領(lǐng)域得到有效應用，應用水平得到較大提升，在替代民用散煤供熱（冷）方面發(fā)揮積極作用，區域供熱（冷）用能結構得到優(yōu)化。
  與風(fēng)能、太陽(yáng)能等新能源一樣，淺層地熱能在《可再生能源法》中被明確列入新能源所鼓勵的發(fā)展范圍，但在實(shí)際推廣利用中，所獲得的關(guān)注卻不是很高。目前我國淺層地熱利用的現狀如何？有哪些潛力？在開(kāi)發(fā)中應該注意什么問(wèn)題？中國經(jīng)濟導報記者日前走訪(fǎng)了業(yè)界學(xué)者和相關(guān)專(zhuān)家。
  淺層地熱能潛力巨大
  淺層地熱能是指地下200米以?xún)韧寥篮?a href="http://m.keyinmall.com/t/地下水.html" >地下水中所蘊藏的地溫熱能，采用熱泵技術(shù)進(jìn)行采集利用后，不僅可以供暖，還可以制冷。與光伏、風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能、海洋能、潮汐能等可再生能源相比，淺層地熱能具有分布廣泛、可循環(huán)再生、儲量巨大、可就近利用等優(yōu)點(diǎn)，而且受季節性影響較小。
  “在冬季利用地熱給居民供暖在丹麥運用就很廣泛?！钡し鹚?a href="http://m.keyinmall.com/t/中國.html" >中國副總裁車(chē)巍說(shuō)。該公司是丹麥最大的跨國工業(yè)制造公司之一，一直致力于通過(guò)創(chuàng )新技術(shù)減少能源浪費和二氧化碳排放。
  目前,安徒生筆下的丹麥人又在創(chuàng )造另外一個(gè)“童話(huà)”——“能源童話(huà)”。車(chē)巍告訴記者，丹麥是全球能效最高的國家之一，經(jīng)濟總量與能耗、水耗和碳排放實(shí)現了脫鉤；到2030年，煤炭將退出丹麥電廠(chǎng)的燃料系統，到2035年，采暖系統全部由可再生能源驅動(dòng)，并正在向2050全面建成零碳社會(huì )的戰略目標穩步邁進(jìn)。
  “丹麥敢于制定如此激進(jìn)的目標，最重要的原因就是‘區域供暖’的廣泛使用?！避?chē)巍談到，雖然丹麥是一個(gè)農業(yè)國家，500多萬(wàn)居民散居在大大小小的城鎮和鄉村之間，丹麥的冬季供暖系統，主要是運用很好的區域能源的技術(shù)，可再生能源在丹麥的熱力供應中的比重已經(jīng)超過(guò)了天然氣和煤炭，穩居首位。其中很大一部分是運用了地熱，并覆蓋了丹麥60%以上居民。
  記者了解到，“十二五”期間，國土資源部中國地質(zhì)調查局組織完成了我國336個(gè)地級以上城市淺層地熱能調查，31個(gè)?。▍^、市）地下熱水資源調查，基本查明我國地熱資源賦存條件、分布特征與開(kāi)發(fā)利用現狀，初步評價(jià)了全國地熱資源量。結果表明，我國地熱資源年可開(kāi)采量折合標準煤約26億噸，目前年開(kāi)采量?jì)H相當于2100萬(wàn)噸標準煤，開(kāi)發(fā)利用潛力巨大。
  2017年初國家發(fā)展改革委發(fā)布的《地熱能開(kāi)發(fā)利用“十三五”規劃》指出，目前，淺層地熱能供暖（制冷）技術(shù)已基本成熟。淺層地熱能應用主要使用熱泵技術(shù)，2004年后年增長(cháng)率超過(guò)30%，應用范圍擴展至全國，其中80%集中在華北和東北南部，包括北京、天津、河北、遼寧、河南、山東等地區。截至2015年底，全國淺層地熱能供暖（制冷）面積達到3.92億平方米，全國水熱型地熱能供暖面積達到1.02億平方米。地熱能年利用量約2000萬(wàn)噸標準煤。
  開(kāi)發(fā)利用仍處起步階段
  “隨著(zhù)傳統能源的緊缺和人們對開(kāi)發(fā)新能源和再生能源的重視以及熱泵技術(shù)的日益成熟，淺層地熱能的開(kāi)發(fā)利用得到了快速發(fā)展。但是，由于發(fā)展時(shí)間短，總體上還處于起步階段?！眳⑴c該調查的中國地質(zhì)調查局專(zhuān)家告訴中國經(jīng)濟導報記者。
  首先，對淺層地熱能勘查、評價(jià)的重要性尚認識不足。她表示，“我國幅員遼闊，各地區地質(zhì)和水文地質(zhì)條件的復雜性和多變性，導致各地區巖（土）層的導熱性和水文地質(zhì)參數差異巨大，在一個(gè)地區能成功應用的地下?lián)Q熱系統，在另一地區往往并不適用。由于對淺層地熱能勘查、評價(jià)的重要性尚認識不足，一些水源熱泵工程承包方在不了解各地區地質(zhì)、水文地質(zhì)條件和回灌工藝的情況下，盲目承包水源熱泵系統工程，導致出現了許多不該出現的問(wèn)題，如抽取的地下水回灌不下去，不僅浪費了寶貴的地下水資源，還造成了不良的生態(tài)、環(huán)境和經(jīng)濟后果?！?/div>
  “淺層地熱能開(kāi)發(fā)利用應加強前期地質(zhì)勘查工作，工程設計有依據，才能做到工程運行后期冷熱均衡，保證可持續利用?！彼硎?。
  同時(shí)，調查組發(fā)現，我國的地源熱泵工程規模普遍比國外的大，國外大部分都集中在1萬(wàn)平方米以下，我國十幾萬(wàn)平方米的工程很多，而且建設規模有越來(lái)越大的趨勢，現在20萬(wàn)~30萬(wàn)平方米的工程很多城市都有。工程越大對地下環(huán)境的要求越高，尤其是大量地埋管換熱器集中在一個(gè)地塊，在城市里不但沒(méi)有充足的地下空間，而且對地下環(huán)境的影響也很大。有些工程把成百上千的地埋管換熱器集中布置在一塊地方，長(cháng)期運行后，在中間部位的換熱器的換熱能力大大下降，從而影響整個(gè)地源熱泵系統的效率，甚至導致系統的癱瘓。
  “淺層地熱能開(kāi)發(fā)運行中，應對地熱場(chǎng)進(jìn)行長(cháng)期監測，掌握區域內地質(zhì)參數變化情況，積累數據與經(jīng)驗，改進(jìn)工程設計。避免系統運行對地下環(huán)境產(chǎn)生的間接影響，同時(shí)又可以保障工程運行效能比?！彼硎?，淺層地熱能開(kāi)發(fā)利用是一項涉及多專(zhuān)業(yè)的系統工程，關(guān)鍵技術(shù)多而復雜，但目前市場(chǎng)準入制度不嚴，設計施工人員素質(zhì)、技術(shù)水平良莠不齊，造成部分項目運行成本偏高、資源浪費，一定程度上制約了該技術(shù)推廣應用。
  部分城市積累了一定經(jīng)驗
  我國淺層地熱能開(kāi)發(fā)利用近年來(lái)年均增長(cháng)速度在10%以上，截至2015年底，我國利用淺層地熱能實(shí)現建筑物供暖制冷的地區主要分布在北京、天津、河北、遼寧、山東、湖北、江蘇、上海等人口密集的城市區，其中京津冀地區開(kāi)發(fā)利用規模最大，約占全國的20%。如沈陽(yáng)市地源熱泵應用項目620多個(gè)，實(shí)現建筑物供暖面積達3600余萬(wàn)平方米，相當于沈陽(yáng)市集中供暖面積的17%，年替代標準煤162萬(wàn)噸，減少二氧化碳排放387萬(wàn)噸。淺層地熱能還在北京奧運村等重大工程中得到很好利用，多年運轉效果良好。
  根據中國地質(zhì)調查局的調查，雄安新區的地熱資源具有埋藏淺、溫度高、水質(zhì)好、易回灌等特點(diǎn)。雄安新區的核心區均為適宜區和較適宜區，土壤源熱泵僅在北部部分區域出現較適宜區，核心區大部分為適宜區。
  中國工程院院士盧耀如告訴中國經(jīng)濟導報記者，雄安新區淺層地熱資源十分豐富，加強資源調查評價(jià)、理論與技術(shù)創(chuàng )新，有望建成地熱能開(kāi)發(fā)利用的全球樣板。
  據介紹，目前雄縣城區基本實(shí)現了地熱集中供熱全覆蓋，成為我國第一個(gè)“無(wú)煙城”，成功打造了技術(shù)可復制、經(jīng)驗可推廣的“雄縣模式”。主城區采用供熱以中深層地熱為主，淺層地熱、再生水余熱、垃圾發(fā)電余熱為輔，在中心建筑密度高的商業(yè)區域考慮燃氣等清潔能源為補充的“地熱+”多能互補方案，可解決雄安新區的供熱制冷需求。目前看，雄縣是開(kāi)發(fā)利用程度最好的地區，安新和容城開(kāi)發(fā)利用程度較低，均具有巨大的開(kāi)采潛力。
  中國經(jīng)濟導報記者從天津市國土房管局了解到，天津市地熱資源分布面積達8700多平方千米，主要分布在中心城區、濱海新區、東麗區、津南區、西青區、北辰區、武清區西南部、寶坻區、靜海區和寧河區等區域。該市從2010年就開(kāi)始進(jìn)行淺層地熱開(kāi)發(fā)利用試點(diǎn)工作。
  隨著(zhù)該市地熱資源開(kāi)發(fā)利用規模的提高，保護壓力逐漸加大，特別是該市歷史上形成的地熱開(kāi)采單井利用后未經(jīng)回灌直接排放，造成熱儲壓力持續下降，直接影響到地熱資源的可持續開(kāi)發(fā)利用。此外，出售地熱水行為也將導致個(gè)別區域地面沉降，地熱尾水排放還可能帶來(lái)熱污染問(wèn)題。針對這些問(wèn)題，該市目前正在嚴查出售地熱水行為，實(shí)現保護性開(kāi)發(fā)。同時(shí)，在制定礦業(yè)權市場(chǎng)基準價(jià)時(shí)，對地熱開(kāi)發(fā)用于供暖實(shí)行了優(yōu)惠政策，供熱用途的地熱礦業(yè)權市場(chǎng)基準價(jià)為0.3~1.7元/立方米，非供熱用途的地熱礦業(yè)權市場(chǎng)基準價(jià)為0.7~2.2元/立方米。
  將迎來(lái)黃金發(fā)展期
  《地熱能開(kāi)發(fā)利用“十三五”規劃》要求，在“十三五”時(shí)期，新增地熱能供暖（制冷）面積11億平方米，其中：新增淺層地熱能供暖（制冷）面積7億平方米；新增水熱型地熱供暖面積4億平方米。到2020年，地熱供暖（制冷）面積累計達到16億平方米，地熱發(fā)電裝機容量約530MW。2020年地熱能年利用量7000萬(wàn)噸標準煤，地熱能供暖年利用量4000萬(wàn)噸標準煤。京津冀地區地熱能年利用量達到約2000萬(wàn)噸標準煤。
  業(yè)內人士初步估算，“十三五”期間，淺層地熱能供暖（制冷）可拉動(dòng)投資約1400億元。
  “地熱作為有效的清潔能力，應該大力發(fā)展，但一定要因地制宜，不能一哄而上?！避?chē)巍表示。
  如何做到因地制宜？《通知》也做了相應的要求：相關(guān)地區要充分考慮本地區經(jīng)濟發(fā)展水平、區域用能結構、地理、地質(zhì)與水文條件等，結合地方供熱（冷）需求，對現有非清潔燃煤供暖適宜用淺層地熱能替代的，應盡快完成替代；對集中供暖無(wú)法覆蓋的城鄉結合部等區域，在適宜發(fā)展淺層地熱能供暖的情況下，積極發(fā)展淺層地熱能供暖。
  同時(shí)根據供熱資源稟賦，因地制宜選取淺層地熱能開(kāi)發(fā)利用方式。對地表水和污水（再生水）資源稟賦好的地區，積極發(fā)展地表水源熱泵供暖；對集中度不高的供暖需求，在不破壞土壤熱平衡的情況下，積極采用分布式土壤源熱泵供暖；對水文、地質(zhì)條件適宜地區，在100%回灌、不污染地下水的情況下，積極推廣地下水源熱泵技術(shù)供暖。
  中國地質(zhì)調查局調查組建議，城市新區、重大工程、新農村建設及舊城改造過(guò)程中，應大力推廣利用淺層地熱能供暖制冷。當前應重點(diǎn)在我國中東部的北京、天津、上海等13個(gè)?。ㄊ校﹥?yōu)先推廣淺層地熱能開(kāi)發(fā)利用。鑒于淺層地熱能開(kāi)發(fā)利用工程初始投資較大，建議加大政策扶持力度。
  《通知》對于扶持政策作了詳細的規定，淺層地熱能開(kāi)發(fā)利用項目運行電價(jià)和供暖收費按照《國家發(fā)展改革委關(guān)于印發(fā)北方地區清潔供暖價(jià)格政策意見(jiàn)的通知》等相關(guān)規定執行。對通過(guò)合同能源管理方式實(shí)施的淺層地熱能利用項目，按有關(guān)規定享受稅收政策優(yōu)惠，并在中央預算內資金積極支持淺層地熱能利用項目建設。同時(shí)，將淺層地熱能供暖納入供暖行業(yè)支持范圍，符合當地供熱管理相關(guān)要求的淺層地熱能供熱企業(yè)作為熱力產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)和熱力產(chǎn)品經(jīng)營(yíng)企業(yè)享受供熱企業(yè)相關(guān)支持政策。
  《通知》還要求支持社會(huì )資本參與開(kāi)發(fā)。鼓勵相關(guān)地區創(chuàng )新投融資模式、供熱體制和供熱運營(yíng)模式，進(jìn)一步放開(kāi)城鎮供暖行業(yè)的市場(chǎng)準入，大力推廣政府和社會(huì )資本合作（PPP）模式，積極支持社會(huì )資本參與淺層地熱能開(kāi)發(fā)。鼓勵投資主體發(fā)行綠色債券實(shí)施淺層地熱能開(kāi)發(fā)利用。鼓勵金融機構、融資租賃企業(yè)創(chuàng )新金融產(chǎn)品和融資模式支持淺層地熱能開(kāi)發(fā)利用。鼓勵相關(guān)地區創(chuàng )新投融資模式、供熱體制和供熱運營(yíng)模式，進(jìn)一步放開(kāi)城鎮供暖行業(yè)的市場(chǎng)準入，大力推廣政府和社會(huì )資本合作（PPP）模式，積極支持社會(huì )資本參與淺層地熱能開(kāi)發(fā)等。
（來(lái)源：中國分布式能源網(wǎng)；作者：王敏）