
地热能是一种绿色低碳、循环利用的可再生能源,具有储量大、分布广、清洁环保、稳定可靠等特点。我国地热资源丰富,市场潜力巨大,发展前景广阔。
一、地热能资源简介
地热能来自地球内部,并以热力形式存在,是导致火山爆发及地震的能量。地球内部的温度高达7000℃,热量通过熔岩和地下水的流动到达离地面1至5公里的地壳,高温熔岩将附近的地下水加热,这些被加热的水渗出地面,形成常见的温泉。运用地热能最简单的方法,就是直接抽取这些热水并利用其能量。
二、地热能开发技术简介
地热能资源分为浅层地热能、中深层(水热型)地热能、干热岩型地热能三种类型,不同类型的地热能资源其开发技术路线不尽相同:
(一)浅层地热能。开采深度一般小于200米,温度低于25℃,主要通过热泵技术对浅层土壤、地下水和地表水中的地热能进行利用。分为地埋管地源热泵和地下水地源热泵两种形式,具有技术成熟、运行费用低、安全可靠、既可供暖又能制冷的特点,还可利用城市中水等进行供暖制冷。
(二)中深层(水热型)地热能。开采深度一般在200到3000米之间,温度大于40℃。目前,我国地热能利用最常见的方式之一就是通过抽取地下热水直接使用,即中深层水热型地热能利用。该方法取得的热水温度较高,是目前较为成熟、开发利用规模最大的技术路线;另一种方式是通过钻井建立地下人工热交换系统获取地热能,即中深层无干扰地热能利用。该方法具有取热不取水、取热持续稳定、地温恢复快、环境影响低等优点,作为建筑清洁供热的热源具有很好的经济效益和社会环境效益。
(三)干热岩型地热能。开采深度一般大于3000米,温度高于170℃,内部不存在流体或仅有少量地下流体(致密不透水)的高温岩体,存量巨大。我国首次发现大规模可利用的干热岩资源位于青海省共和盆地,青藏高原南部约占我国大陆地区干热岩总资源量的1/5。
三、国家地热能开发目标及要求
2017年,国家发展改革委、国家能源局、国土资源部联合印发了《地热能开发利用“十三五”规划》〔发改能源[2017]158号〕,规划明确要求陕西“十三五”新增浅层供暖/制冷面积500万㎡,水热型地热能供暖面积4500万㎡,发电装机容量10MW,到2020年累计实现浅层供暖/制冷面积1500万㎡,水热型地热能供暖面积6000万㎡。
我国地热能开发目标
|
“十三五”新增 |
2020年累计 |
||||
浅层地热能供暖/制冷面积(104㎡) |
水热型地热能供暖面积 (104㎡) |
发电装机容量(MW) |
浅层地热能供暖/制冷面积(104㎡) |
水热型地热能供暖面积 (104㎡) |
发电装机容量(MW) |
|
北京 |
4000 |
2500 |
|
8000 |
3000 |
|
天津 |
4000 |
2500 |
10 |
5000 |
4600 |
10 |
河北 |
7000 |
11000 |
10 |
9800 |
13600 |
10.4 |
山西 |
500 |
5500 |
|
1000 |
5700 |
|
内蒙古 |
450 |
1850 |
|
950 |
1950 |
|
山东 |
5000 |
5000 |
10 |
8000 |
6000 |
10 |
河南 |
5700 |
2500 |
|
8600 |
3100 |
|
陕西 |
500 |
4500 |
10 |
1500 |
6000 |
10 |
甘肃 |
500 |
100 |
|
900 |
100 |
|
宁夏 |
500 |
|
|
750 |
|
|
青海 |
|
200 |
30 |
|
250 |
30 |
新疆 |
500 |
250 |
5 |
800 |
350 |
5 |
四川 |
3000 |
|
15 |
4000 |
|
15 |
重庆 |
3700 |
|
|
4400 |
|
|
湖北 |
6200 |
|
|
7400 |
|
|
湖南 |
4000 |
|
|
4200 |
|
|
江西 |
3000 |
|
|
3600 |
|
|
安徽 |
3000 |
|
|
4800 |
50 |
|
江苏 |
6000 |
200 |
20 |
8500 |
250 |
20 |
上海 |
2700 |
|
|
3700 |
|
|
浙江 |
3000 |
|
|
5200 |
|
|
辽宁 |
1000 |
1000 |
|
8000 |
1200 |
|
吉林 |
1000 |
1000 |
|
1200 |
1500 |
|
黑龙江 |
1000 |
1600 |
|
1300 |
2250 |
|
广东 |
2000 |
|
10 |
2500 |
|
10.3 |
福建 |
400 |
|
10 |
500 |
|
10 |
海南 |
500 |
|
10 |
600 |
|
10 |
云南 |
100 |
|
10 |
250 |
|
10 |
贵州 |
2000 |
50 |
|
2800 |
60 |
|
广西 |
1400 |
|
|
3600 |
|
|
西藏 |
0 |
250 |
350 |
|
250 |
376.58 |
全国 |
72650 |
40000 |
500 |
111850 |
50210 |
527.28 |
规划同时提出,根据资源情况和市场需求,选择京津冀、山西(太原市)、陕西(咸阳市)、山东(东营市、菏泽市)、黑龙江(大庆市)、河南(濮阳市)建设水热型地热供暖重大项目。采用“采灌均衡、间接换热”或“井下换热”的工艺技术,实现地热资源的可持续开发。
水热型地热供暖重大项目布局 |
|
河北省 |
重点推进保定、石家庄、廊坊、衡水、沧州、张家口地区的水热型地热资源开发,“十三五”期间新增水热型地热供暖面积1.1亿平方米 |
陕西省 |
重点开发西安、咸阳、宝鸡、渭南、铜川等市(区)水热型地热资源,“十三五”期间新增供暖面积4500万平方米 |
山西省 |
重点开发太原市高新区、太原经济开发区、太原科技创新城等地区的水热型地热资源供暖,“十三五”期间太原新增供暖面积4000万平方米 |
山东省 |
重点开发东营市、菏泽市地热资源,东营市利用水热型地热资源和胜利油田污水余热,“十三五”期间新增集中供暖面积1200万平方米;菏泽市近期以市区为重点,同时积极开拓定陶、鄄城等地市场,新增地热供暖面积1200万平方米 |
黑龙江省 |
重点开发大庆市林甸、泰康、东风新村、让西等地区地热供暖、洗浴疗养、矿泉水生产和种植养殖等,“十三五”期间新增供暖面积1000万平方米 |
河南省 |
重点在濮阳市清丰县地热资源,“十三五”期间新增集中供暖面积400万平方米 |
四、陕西地热能资源及开发利用情况
(一)地热能资源情况。我省地热能资源具有比较明显的地域性分布特点,以关中盆地最为富集。根据中国地质调查局《关中盆地地热资源调查评价》结果,我省关中地区是除藏南、滇西、川西和台湾外,地热能资源最丰富的地区之一,井口出水温度达到87—110℃,并且地热能资源具有分布面积广、储量大等特点。经估算,关中地区地热储量约折合4610亿吨标准煤,是全省煤炭探明储量的3.34倍。其中,可开发利用的地热储量约折合2758亿吨标准煤,是全省煤炭探明储量的1.99倍。
根据我省地热能资源分布特点:浅层地热能地埋管地源热泵适用于全省大部分地区,地下水地源热泵适于陕南地区开发利用;水热型地热能适用于关中地区;我省暂没有进行干热岩型地热能资源勘探评价及项目开发。另外,关中地区大气污染防治工作形势严峻,据估算,该地区年污染排放量为环境容量的2.2倍,而在冬季,这一数值高达4倍;同时,该地区地热梯队相对较高,热源供给较好,尤其适合中深层地热能资源的开发利用。
(二)地热能开发利用情况。“十三五”以来,我省地热能政策体系不断完善,先后出台了《关中地区地热能开发利用实施方案(2017-2020年)》《关于发展地热能供热的实施意见》《陕西省地热能清洁取暖实施方案》等一系列政策,先后在勘探、热储评价、钻井工艺、梯级利用、特别是尾水100%回灌等技术上取得重大突破,为地热能开发利用提供了有力技术支撑。建成了省委东院、交大创新港、咸阳职业技术学院、陕煤地质家属区、陕西高速紫荆长安、沣西新城等一批地热能供暖示范项目。咸阳市作为全国最早使用水热型地热能供暖的区域,供暖面积已达到市区总供暖面积的35%左右;西咸新区将中深层无干扰地热能技术路线作为主要推广路线,在沣东、沣西、交大创新港大面积推广应用。截止2018年底,全省地热能总供暖面积达到3500万平方米左右,其中浅层地热能总供暖面积达1000多万平方米,中深层水热型供暖面积为1300多万平方米,中深层无干扰型供暖面积约1200万平方米。
五、存在问题
关中地区地热能资源丰富,但资源探明率和开发利用程度较低,主要存在以下问题:
(一)前期投资巨大,企业负担过重。地热能供暖因初期投资大、成本高昂、后期设备维护困难等问题,经济效益不高,总体上为微利。加上回灌井和其他设施建设,造成一些入住率低或资源不好的项目亏损,影响企业投资的积极性,制约我省地热能供暖产业的发展。以中深层无干扰地热能供热为例,其前期投资约为280元/㎡,与燃煤180元/㎡、燃气120元/㎡的前期投资相比,地热能供热前期投资相对较高,且中深层地热能采暖项目建成后,全部入住和满负荷供暖需要较长时间,导致成本回收期变相延长,使得供热企业资金压力进一步加大。
(二)产业扶持政策难落实。一方面,地热能财税支持方面的法律法规缺乏实施条款和落实细则,对优惠税率和补贴力度等激励政策没有统一明确标准,导致支持政策落地难。另一方面,对地热能开发利用的优惠力度不足,现有地热能优惠政策细化支持措施还存在缺陷,主要体现在土地使用、设备制造和产品消费的配套政策仍不明确。
(三)监管体系与技术规范不完备。在监管体制上,存在政出多门的情况,监管能力和水平与地热能开发利用的快速发展不相适应,监管缺位和越位现象并存。相关标准和技术规范不完备,在业务整合、集成应用和推广实施上缺少核心技术标准和具体规范流程,尤其是尚未建设浅层地热能和中深层水热型地热能开发动态监测系统,影响了地热能产业的健康可持续发展。
(四)地热能产业发育不完全。目前,就全省范围而言,中深层地热无干扰供热覆盖面积非常有限。一方面,广大市民对地热能供热的认知度整体偏低,在供热方式选择上对新模式、新技术的应用较为谨慎。另一方面,目前掌握中深层地热能核心技术的企业相对较少,国内中深层地热无干扰供热产业体系尚未形成,高温热泵等核心设备量产较低,导致项目大规模推广应用受到影响。
六、对策建议
(一)理顺管理体制。明确职责分工,由省级发改部门牵头负责,财政、自然资源、生态环境、住建、水利等部门按职能分工各司其职、协同配合,各市、县(区)政府负责本区域内地热能开发利用的组织实施工作。
(二)简化审批程序。地热能项目由能源主管部门实施备案管理,对于中深层水热型全部回灌地热能项目可办理采矿许可证,暂不办理取水许可证。进一步简化地热能供热项目环评手续办理,在特许经营权区域范围内的项目,环评手续实行一次打包办理。
(三)加强政策支持。用好中央环保大气污染防治专项资金和中央财政支持北方地区清洁取暖试点城市专项资金,加大对试点地区示范项目的财政支持力度。在国家既有扶持政策基础上,加大对关中地区地热能供热企业的减税降费力度。设立省级地热能产业发展专项资金,用于重点项目、重点区域和重点示范区奖补及资源详查评价、标准制定、服务体系建设等方面。
(四)建立技术规范。组织和引导能源企业和科研院所积极开展中深层地热钻井、无干扰换热及单井取热等关键技术的联合攻关。建立“资源勘查、技术研发、项目规划、开发利用、环境监测”等各环节紧密衔接的完整信息链,加快建设浅层地热能和中深层水热型地热能开发动态监测系统。
(五)加强产业培育。以关中地区城镇新建住宅和公共建筑为重点,将中深层地热能无干扰清洁供热技术纳入城镇新建基础设施工程技术方案,使地热能资源开发利用与城乡建设规划有机结合。通过政府引导,出台优惠政策,吸引社会资本积极参与地热能资源开发利用。
(六)强化政企合作。按照国务院《打赢蓝天保卫战三年行动计划》中推进北方地区清洁取暖“宜电则电、宜气则气、宜煤则煤、宜热则热”的原则,充分发挥我省地热能资源丰富、开发利用前景广阔的优势,借助中石化在绿色能源领域技术先进、研发管理能力强的专业优势,积极推动省政府与中石化签署地热能资源开发利用战略合作协议,加快推动我省地热能开发利用步伐(该项目正在申报国家“十四五”规划)。
(七)加大宣传引导。加大对“生态文明建设”与“绿色发展理念”的宣传力度,突出地热能开发利用对地区节能减排、治污降霾、生态环保的社会效益,培养企业“绿色发展”的主动性和自觉性,引导广大群众树立绿色消费理念,践行绿色低碳生活方式,营造全社会共同支持地热能产业发展的良好氛围。