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地熱資源開發利用

淺層地熱，可再生能源的下一個藍海？

  與風能、太陽能等新能源一樣，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展范圍，但在實際推廣利用中，所獲得的關注卻不是很高。目前我國淺層地熱利用的現狀如何？有哪些潛力？在開發中應該注意什么問題？
  入冬以來，供暖問題一直是社會關注的焦點。國家發展改革委等六部門近日印發的《關于加快淺層地熱能開發利用促進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）方面發揮積極作用，區域供熱（冷）用能結構得到優化。
  與風能、太陽能等新能源一樣，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展范圍，但在實際推廣利用中，所獲得的關注卻不是很高。目前我國淺層地熱利用的現狀如何？有哪些潛力？在開發中應該注意什么問題？中國經濟導報記者日前走訪了業界學者和相關專家。
  淺層地熱能潛力巨大
  淺層地熱能是指地下200米以內土壤和地下水中所蘊藏的地溫熱能，采用熱泵技術進行采集利用后，不僅可以供暖，還可以制冷。與光伏、風能、水能、生物質能、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、可循環再生、儲量巨大、可就近利用等優點，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://sxvnqb.com/t/中國.html" >中國副總裁車巍說。該公司是丹麥最大的跨國工業制造公司之一，一直致力于通過創新技術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造另外一個“童話”——“能源童話”。車巍告訴記者，丹麥是全球能效最高的國家之一，經濟總量與能耗、水耗和碳排放實現了脫鉤；到2030年，煤炭將退出丹麥電廠的燃料系統，到2035年，采暖系統全部由可再生能源驅動，并正在向2050全面建成零碳社會的戰略目標穩步邁進。
  “丹麥敢于制定如此激進的目標，最重要的原因就是‘區域供暖’的廣泛使用?！避囄≌劦剑m然丹麥是一個農業國家，500多萬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，可再生能源在丹麥的熱力供應中的比重已經超過了天然氣和煤炭，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調查局組織完成了我國336個地級以上城市淺層地熱能調查，31個?。▍^、市）地下熱水資源調查，基本查明我國地熱資源賦存條件、分布特征與開發利用現狀，初步評價了全國地熱資源量。結果表明，我國地熱資源年可開采量折合標準煤約26億噸，目前年開采量僅相當于2100萬噸標準煤，開發利用潛力巨大。
  2017年初國家發展改革委發布的《地熱能開發利用“十三五”規劃》指出，目前，淺層地熱能供暖（制冷）技術已基本成熟。淺層地熱能應用主要使用熱泵技術，2004年后年增長率超過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2000萬噸標準煤。
  開發利用仍處起步階段
  “隨著傳統能源的緊缺和人們對開發新能源和再生能源的重視以及熱泵技術的日益成熟，淺層地熱能的開發利用得到了快速發展。但是，由于發展時間短，總體上還處于起步階段?！眳⑴c該調查的中國地質調查局專家告訴中國經濟導報記者。
  首先，對淺層地熱能勘查、評價的重要性尚認識不足。她表示，“我國幅員遼闊，各地區地質和水文地質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參數差異巨大，在一個地區能成功應用的地下換熱系統，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、水文地質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、環境和經濟后果?！?/div>
  “淺層地熱能開發利用應加強前期地質勘查工作，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。”她表示。
  同時，調查組發現，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1萬平方米以下，我國十幾萬平方米的工程很多，而且建設規模有越來越大的趨勢，現在20萬~30萬平方米的工程很多城市都有。工程越大對地下環境的要求越高，尤其是大量地埋管換熱器集中在一個地塊，在城市里不但沒有充足的地下空間，而且對地下環境的影響也很大。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，從而影響整個地源熱泵系統的效率，甚至導致系統的癱瘓。
  “淺層地熱能開發運行中，應對地熱場進行長期監測，掌握區域內地質參數變化情況，積累數據與經驗，改進工程設計。避免系統運行對地下環境產生的間接影響，同時又可以保障工程運行效能比。”她表示，淺層地熱能開發利用是一項涉及多專業的系統工程，關鍵技術多而復雜，但目前市場準入制度不嚴，設計施工人員素質、技術水平良莠不齊，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推廣應用。
  部分城市積累了一定經驗
  我國淺層地熱能開發利用近年來年均增長速度在10%以上，截至2015年底，我國利用淺層地熱能實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，其中京津冀地區開發利用規模最大，約占全國的20%。如沈陽市地源熱泵應用項目620多個，實現建筑物供暖面積達3600余萬平方米，相當于沈陽市集中供暖面積的17%，年替代標準煤162萬噸，減少二氧化碳排放387萬噸。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、水質好、易回灌等特點。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、理論與技術創新，有望建成地熱能開發利用的全球樣板。
  據介紹，目前雄縣城區基本實現了地熱集中供熱全覆蓋，成為我國第一個“無煙城”，成功打造了技術可復制、經驗可推廣的“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、垃圾發電余熱為輔，在中心建筑密度高的商業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，雄縣是開發利用程度最好的地區，安新和容城開發利用程度較低，均具有巨大的開采潛力。
  中國經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年就開始進行淺層地熱開發利用試點工作。
  隨著該市地熱資源開發利用規模的提高，保護壓力逐漸加大，特別是該市歷史上形成的地熱開采單井利用后未經回灌直接排放，造成熱儲壓力持續下降，直接影響到地熱資源的可持續開發利用。此外，出售地熱水行為也將導致個別區域地面沉降，地熱尾水排放還可能帶來熱污染問題。針對這些問題，該市目前正在嚴查出售地熱水行為，實現保護性開發。同時，在制定礦業權市場基準價時，對地熱開發用于供暖實行了優惠政策，供熱用途的地熱礦業權市場基準價為0.3~1.7元/立方米，非供熱用途的地熱礦業權市場基準價為0.7~2.2元/立方米。
  將迎來黃金發展期
  《地熱能開發利用“十三五”規劃》要求，在“十三五”時期，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，地熱發電裝機容量約530MW。2020年地熱能年利用量7000萬噸標準煤，地熱能供暖年利用量4000萬噸標準煤。京津冀地區地熱能年利用量達到約2000萬噸標準煤。
  業內人士初步估算，“十三五”期間，淺層地熱能供暖（制冷）可拉動投資約1400億元。
  “地熱作為有效的清潔能力，應該大力發展，但一定要因地制宜，不能一哄而上?！避囄”硎?。
  如何做到因地制宜？《通知》也做了相應的要求：相關地區要充分考慮本地區經濟發展水平、區域用能結構、地理、地質與水文條件等，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；對集中供暖無法覆蓋的城鄉結合部等區域，在適宜發展淺層地熱能供暖的情況下，積極發展淺層地熱能供暖。
  同時根據供熱資源稟賦，因地制宜選取淺層地熱能開發利用方式。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供暖。
  中國地質調查局調查組建議，城市新區、重大工程、新農村建設及舊城改造過程中，應大力推廣利用淺層地熱能供暖制冷。當前應重點在我國中東部的北京、天津、上海等13個?。ㄊ校﹥炏韧茝V淺層地熱能開發利用。鑒于淺層地熱能開發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，淺層地熱能開發利用項目運行電價和供暖收費按照《國家發展改革委關于印發北方地區清潔供暖價格政策意見的通知》等相關規定執行。對通過合同能源管理方式實施的淺層地熱能利用項目，按有關規定享受稅收政策優惠，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，將淺層地熱能供暖納入供暖行業支持范圍，符合當地供熱管理相關要求的淺層地熱能供熱企業作為熱力產品生產企業和熱力產品經營企業享受供熱企業相關支持政策。
  《通知》還要求支持社會資本參與開發。鼓勵相關地區創新投融資模式、供熱體制和供熱運營模式，進一步放開城鎮供暖行業的市場準入，大力推廣政府和社會資本合作（PPP）模式，積極支持社會資本參與淺層地熱能開發。鼓勵投資主體發行綠色債券實施淺層地熱能開發利用。鼓勵金融機構、融資租賃企業創新金融產品和融資模式支持淺層地熱能開發利用。鼓勵相關地區創新投融資模式、供熱體制和供熱運營模式，進一步放開城鎮供暖行業的市場準入，大力推廣政府和社會資本合作（PPP）模式，積極支持社會資本參與淺層地熱能開發等。
（來源：中國分布式能源網；作者：王敏）