我國地熱能開(kāi)發(fā)利用模式漸行漸清晰

  地熱儲量大、分布廣，具有清潔環(huán)保、用途廣泛、穩定性好、可循環(huán)利用等特點(diǎn)，與太陽(yáng)能、風(fēng)能相比不受季節、氣候、晝夜變化等外界因素干擾的優(yōu)勢，使其成為我國開(kāi)發(fā)新型基礎能源的一種現實(shí)并具有競爭力的選擇。

  近年來(lái)，為加強生態(tài)文明建設，治理大氣污染、降低煤炭等化石能源消費占比，全國已普遍關(guān)注清潔能源的開(kāi)發(fā)利用。

  2016年，地熱能開(kāi)發(fā)首次被寫(xiě)入全國經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展總規劃。根據《中國“十三五”地熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃》征求意見(jiàn)稿，到2020年，我國地熱供暖/制冷面積將累計達16億平方米，加上發(fā)電、種植、養殖、洗浴等，共可替代標準煤7210萬(wàn)噸。

  在展現產(chǎn)業(yè)重大發(fā)展契機的同時(shí)，征求意見(jiàn)稿中重點(diǎn)提到了要做好地熱資源潛力勘查，形成地熱產(chǎn)業(yè)方向和較為完整的地熱能開(kāi)發(fā)利用管理體系和政策體系，形成比較完備的地熱能開(kāi)發(fā)利用設備研發(fā)、標準體系、監測體系。

  在2014年的中國國際礦業(yè)大會(huì )上，曾有專(zhuān)家就提出，專(zhuān)業(yè)隊伍建設、政策配套、產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化和資源整合，是將地熱能打造成為國民經(jīng)濟新的增長(cháng)點(diǎn)的關(guān)鍵。

  兩年過(guò)去，當前地熱能開(kāi)發(fā)利用的進(jìn)程怎么樣?記者近日對此進(jìn)行了跟蹤采訪(fǎng)后發(fā)現：一個(gè)管理、技術(shù)、綜合利用三者相互支撐促進(jìn)的地熱能發(fā)展模式正在漸漸清晰。

  構建全流程管理體系

  地熱能一般是在當地即采即用。如何管理，直接關(guān)乎能不能用好這個(gè)資源。

  “地方上開(kāi)發(fā)地熱，需要政府支持、企業(yè)合作。但現在很多地方?jīng)]有設立專(zhuān)門(mén)的地熱管理部門(mén)，導致地熱資源的合理開(kāi)發(fā)利用和礦權登記遇到困難?！痹趪?a href="http://m.keyinmall.com/t/地熱.html" >地熱能源開(kāi)發(fā)利用研究及應用技術(shù)推廣中心經(jīng)濟所所長(cháng)王延欣看來(lái)，在企地合作開(kāi)發(fā)地熱中，需要政府主導，成立專(zhuān)門(mén)的管理部門(mén)，實(shí)現資源科學(xué)高效開(kāi)發(fā)。

  近年來(lái)，一些成功試點(diǎn)也體現出地熱開(kāi)發(fā)管理的重要性。2009年，河北省政府與中石化集團在河北雄縣啟動(dòng)的合作試點(diǎn)，為地熱能集中利用提供了一種行之有效的模式。經(jīng)過(guò)6年的建設，雄縣利用地熱供暖面積385萬(wàn)平方米，90%以上的供暖采用了地熱能，建成全國首個(gè)“無(wú)煙城”。其中，“四個(gè)統一”發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。該縣由政府統一制定地熱勘探、開(kāi)發(fā)、運行維護、暖費貼費收取等方面的優(yōu)惠政策;成立地熱管理辦公室，對地熱能的綜合利用進(jìn)行統一管理;編制地熱發(fā)展專(zhuān)項規劃，納入城市建設和經(jīng)濟發(fā)展總體規劃之中;授予中國石化集團地熱資源開(kāi)發(fā)特許經(jīng)營(yíng)權，進(jìn)行整體開(kāi)發(fā)。

  “截至2015年底，全市登記地熱采礦權329個(gè)，供暖小區及公建項目352個(gè)，供暖面積達到2503萬(wàn)平方米，較‘十一五’末增加1259萬(wàn)平方米，增長(cháng)101%。地熱開(kāi)發(fā)創(chuàng )造直接經(jīng)濟效益6.9億元/年，創(chuàng )造間接經(jīng)濟效益3.9億元/年，直接和間接帶動(dòng)從業(yè)人數約5000人;地熱利用相當于年節約標準煤32.6萬(wàn)噸，減少二氧化碳排放77.5萬(wàn)噸?！边@是記者從天津市國土資源和房屋管理局地熱管理處拿到的一組數據。

  天津市在地熱大規模開(kāi)發(fā)利用上取得的成績(jì)讓其成為很多地區效仿的模板。天津市國土房管局地熱管理處處長(cháng)侯福志表示，地質(zhì)條件好、起步早、范圍廣是天津能把地熱做大的基礎，但要想做強，形成一整套貫穿探-采-用的全流程管理體系很關(guān)鍵。

  2014年，天津市正式發(fā)布實(shí)施了全國第一部中低溫地熱鉆探領(lǐng)域的地方行業(yè)標準——《中低溫地熱鉆探技術(shù)規程》(DB 12/T 541-2014)?！笆濉逼陂g，天津市又先后出臺了《地熱礦業(yè)權公開(kāi)出讓程序》等9項管理制度，組織編制了《中低溫地熱鉆井技術(shù)規范》、《地熱單(對)井資源評價(jià)技術(shù)規程》、《天津市淺層地熱能勘查評價(jià)技術(shù)規程》等3項地方標準，基本形成依托制度和地方標準的規范體系。

  2015年，天津市通過(guò)串聯(lián)改并聯(lián)、優(yōu)化評估論證程序等措施，提高了地熱礦業(yè)權出讓和審批效率，使探礦權出讓時(shí)限由原來(lái)的199日縮短為122日，提高效率39%。這一改革舉措贏(yíng)得了管理相對人的肯定。

  此外，天津在證后監管方面做到了全覆蓋。建立了專(zhuān)業(yè)的地熱監測隊伍和督察員隊伍，依托信息化技術(shù)建立了地熱開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)監測系統，實(shí)現了開(kāi)采量、回灌量、溫度等基礎數據的即時(shí)上傳和數據共享，為依法加強資源保護等工作提供了基礎。近5年累計征收地熱礦業(yè)權價(jià)款1.95億元，為地質(zhì)勘查和資源保護工作提供了資金保障。

  注重保護和高效利用

  2013年1月，國家能源局、財政部、國土資源部、住房和城鄉建設部等四部委聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于促進(jìn)地熱能開(kāi)發(fā)利用的指導意見(jiàn)》，提出到2020年全國地熱能開(kāi)發(fā)利用的指導思想和戰略目標。該文件的出臺，標志著(zhù)我國地熱產(chǎn)業(yè)步入了快速發(fā)展時(shí)期。目前，我國淺層地熱能利用年均增長(cháng)率超過(guò)30%，31個(gè)省份均有開(kāi)展淺層地熱能的開(kāi)發(fā)利用活動(dòng)。

  地熱總量大，是不是意味著(zhù)可以無(wú)節制地開(kāi)采?

  記者注意到，今年新出臺的《天津市地熱資源管理實(shí)施辦法》首次引入了安全利用的概念，并把地表水熱儲回灌政策要求制度化。采訪(fǎng)中，多位業(yè)內專(zhuān)家也均提出，地熱開(kāi)發(fā)前期要做好資源評價(jià)，開(kāi)發(fā)利用中要重視資源保護，保證整個(gè)地熱資源的可持續開(kāi)發(fā)，不能過(guò)量開(kāi)采。

  據了解，目前，我國對地熱資源的利用，主要是通過(guò)開(kāi)采利用地熱載體——地熱水，但隨著(zhù)開(kāi)采量的增大和開(kāi)采時(shí)間的延續，熱水的循環(huán)補給量小于開(kāi)采量，熱水位逐年下降的趨勢日益顯現，直接影響到地熱資源的深度開(kāi)發(fā)。地熱回灌問(wèn)題已引起了不少地區的重視，尤其是早期開(kāi)發(fā)利用的盆地型熱田地區，如北京、天津、華北等地，建立了“采灌結合、以灌定采、取熱不取水”的雄縣開(kāi)發(fā)利用模式。

  近年來(lái)，在關(guān)注安全開(kāi)發(fā)的同時(shí)，地熱資源的集約節約利用被放在了更加重要的位置。其中，地熱資源梯級利用、現代高效農業(yè)、多能源集成等正不斷拓展地熱資源利用的外延，并取得了成效。

  天津市使用地熱資源的農業(yè)種植和水產(chǎn)養殖單位共11家，面積超過(guò)1000萬(wàn)平方米。北京市最大的地熱供暖社區項目北苑家園，是集住宅、商業(yè)、辦公于一體的綜合性建筑群，供暖面積40.6萬(wàn)平方米，不僅實(shí)現了地熱水的梯級利用，同時(shí)還結合水源熱泵系統，滿(mǎn)足了小區內的冬季供暖和夏季供冷需求。

  已啟動(dòng)的國內首例地熱梯級利用國家示范工程——博野“發(fā)電+工業(yè)應用+供暖+現代農業(yè)”一體化項目，把高于90℃的用于地熱發(fā)電，70℃～90℃的用于供暖，剩余的尾水進(jìn)行農業(yè)灌溉。完成后可實(shí)現地熱發(fā)電裝機5兆瓦，供暖面積為200萬(wàn)平方米。

  2013年在河北省辛集市啟動(dòng)的復合能源利用系統，通過(guò)地熱能、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能等可再生能源及工業(yè)余熱和常規能源的復合能源利用，結合能源動(dòng)態(tài)調節技術(shù)進(jìn)行系統集成，提高能源開(kāi)發(fā)利用效率。預計到2030年，辛集市將形成：皮革工業(yè)區利用深層地熱能、污水源熱泵、工業(yè)余熱、太陽(yáng)能共同供熱;新城鎮清潔化工園區利用深層地熱能、工業(yè)余熱和太陽(yáng)能共同供熱;中心城區南部區域以地熱為主、工業(yè)余熱為輔，中心城區其它地區以深層地熱供熱為主，以淺層地熱能為輔助;各鄉鎮利用深層地熱進(jìn)行集中供熱。屆時(shí)，配合市政建設，供暖面積將達6000萬(wàn)平方米。

  在石化行業(yè)，初步建成了一批油田采油污水余熱工業(yè)、民用示范項目，將低品位回注污水余熱轉化成能夠滿(mǎn)足原油外輸和摻水加熱以及邊遠礦區供暖需要的熱源，替代了過(guò)去的燃油和天然氣加熱爐，節能減排效果顯著(zhù)。

  積極參與國家重大工程

  地熱資源根據溫度不同大體分為發(fā)電和直接利用兩種方式。高溫地熱資源主要用于發(fā)電;中溫和低溫地熱資源則以直接利用為主;對于25℃以下的淺層地熱能，可利用地源熱泵進(jìn)行供暖和制冷。

  地熱集中供暖，替代的是燃煤供暖鍋爐和直燃的散煤。目前，我國供暖鍋爐和直燃散煤等約為6億噸～7億噸/年，大力發(fā)展地熱供暖對改善大氣環(huán)境具有十分重要的作用。據悉，截至2015年年底，我國已形成年利用地熱供暖/制冷面積4.94億平方米，實(shí)現年替代標準煤1450萬(wàn)噸，減排二氧化碳3750萬(wàn)噸，帶來(lái)了良好的經(jīng)濟效益、社會(huì )效益和環(huán)境效益。

  黨的十八屆五中全會(huì )提出，要推動(dòng)低碳循環(huán)發(fā)展，建設清潔低碳、安全高效的現代能源體系，實(shí)施近零碳排放區示范工程。這為地熱資源大規模利用提供了廣闊的發(fā)展空間。

  王延欣告訴記者，現在中石化新星公司在雄縣進(jìn)行的試點(diǎn)，不但對城區供暖，而且開(kāi)始與城區周邊的新農村建設結合起來(lái)，目前已經(jīng)和9個(gè)城鎮簽訂協(xié)議，除了保證雄縣城區的供暖之外，還要保證新農村供熱。據悉，“十三五”期間計劃實(shí)現65萬(wàn)平方米新農村供暖，目前已經(jīng)實(shí)現48萬(wàn)平方米供暖需求。

  眾所周知，我國地熱資源直接利用總量多年來(lái)位居世界第一。2014年年底，我國地熱直接利用發(fā)生了可喜的變化，地熱供暖比例首次超過(guò)溫泉洗浴，其中地源熱泵為58%，地熱供暖為19%，溫泉洗浴為18%。我國地熱開(kāi)發(fā)的能源性、技術(shù)性更加突出。然而直到2015年年底，我國地熱發(fā)電總裝機容量?jì)H為27.88兆瓦。

  “干熱巖要想達到商業(yè)化利用還有一段路要走，現在的問(wèn)題是存在技術(shù)瓶頸，很多無(wú)法使用，可以使用的效率又不太高。溫暖藏區、光明藏區，地熱在脫貧致富方面可以做很多工作?！痹?016中國國際礦業(yè)大會(huì )上，中國地質(zhì)調查局水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所所長(cháng)王貴玲介紹，根據“十二五”期間中國地質(zhì)調查局對地熱資源進(jìn)行的調查評價(jià)，若實(shí)施回灌，地熱供暖可以替代18.84億噸標準煤，地熱發(fā)電有1/3三峽電站的發(fā)電潛力，對改善我國能源結構具有十分重要的意義。

  《中國“十三五”地熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃》征求意見(jiàn)稿提出了開(kāi)展京津冀協(xié)同發(fā)展地熱資源綜合利用、中原及黑龍江中深層地熱供暖、長(cháng)江經(jīng)濟帶淺層地熱能利用、西藏地熱發(fā)電、干熱巖發(fā)電示范基地建設等五個(gè)重大工程。不難看出，地熱即將成為新能源體系和資源扶貧中的重要一員。

  據了解，“十三五”期間，中國地質(zhì)調查局將重點(diǎn)開(kāi)展西南地區，特別是川西藏南地區，松遼平原、華北平原等地區的地熱勘查工作，降低商業(yè)資金進(jìn)入開(kāi)發(fā)地熱資源的勘探風(fēng)險，推動(dòng)地熱資源的規?；?。在西部地區進(jìn)行干熱巖開(kāi)發(fā)試驗，主控建造和循環(huán)試驗等一些技術(shù)研發(fā)工作，希望在“十三五”末能夠實(shí)現干熱巖發(fā)電，“十四五”、“十五五”可以達到國際領(lǐng)先技術(shù)水平。

  王貴玲認為，目前，應該規范淺層低溫能利用市場(chǎng)，大力推進(jìn)淺層地溫能在建筑物、供暖制冷方面的利用，積極推動(dòng)淺層地溫能的利用以及技術(shù)模式，總結不同類(lèi)型地區的利用類(lèi)型與模式。同時(shí)，他表示，應當科學(xué)利用，加強回灌，保持地熱資源、水熱型地熱資源的可持續利用。

  盆地地區的回灌技術(shù)是地熱資源開(kāi)發(fā)的主要瓶頸問(wèn)題。近年來(lái)，國家地熱能源開(kāi)發(fā)利用研究及應用技術(shù)推廣中心——中國石化集團新星公司開(kāi)展了回灌技術(shù)攻關(guān)，目前已實(shí)現灰巖熱儲層100%回灌，砂巖地層回灌取得階段性成果，并力圖通過(guò)研究打破砂巖熱儲規?；_(kāi)發(fā)的瓶頸，開(kāi)辟地熱開(kāi)發(fā)新“藍?！?。據悉，目前，山東商河、樂(lè )陵試驗井回灌率超過(guò)80%，已實(shí)現工業(yè)化推廣;陜西咸陽(yáng)正在進(jìn)行回灌試驗，文林2號井回灌系統已經(jīng)取得國家專(zhuān)利局頒發(fā)的“砂巖地熱尾水經(jīng)濟回灌系統”技術(shù)專(zhuān)利，自然回灌量連續兩個(gè)采暖季保持在100立方米/小時(shí)以上，最大瞬間回灌量達148立方米/小時(shí)，回灌率達到100% 。