隨著全球氣候變化的嚴峻挑戰(zhàn)和能源需求的不斷增長,發(fā)展綠色低碳、高效安全的能源體系已成為國際共識。我國地熱資源豐富,開發(fā)利用潛力巨大,相比于風電光伏等其他可再生能源,地熱不受天氣和四季變化影響,具有較好的穩(wěn)定性,開發(fā)利用前景廣闊。因此,推動地熱能高質(zhì)量開發(fā)利用具有重要意義。

目前地熱產(chǎn)業(yè)的發(fā)展仍面臨諸多挑戰(zhàn),已有部分專家學者針對性地提出了相關(guān)建議。李雅瓊提出了要加強地熱能發(fā)電、干熱巖高效開發(fā)等關(guān)鍵技術(shù)研究,崔靜云提出了要加強行業(yè)管理、重視技術(shù)創(chuàng)新, 杜境然等提出要在地熱發(fā)電領(lǐng)域深入研究,打破技術(shù)瓶頸。盡管上述建議為地熱行業(yè)的發(fā)展指明了方向,但整體上看,對于地熱高質(zhì)量發(fā)展所面臨的問題, 尚缺乏一個全面、系統(tǒng)的梳理及相應的應對策略。

1 我國地熱發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 地熱資源情況

按照地熱資源埋藏深度,地熱能分為淺層地熱能、水熱型地熱能和干熱巖型地熱能。淺層地熱資源一般為200 m以內(nèi)、主要通過地源熱泵技術(shù)開采利用的地熱能,溫度一般小于25℃,可用于建筑供暖、制冷;水熱型地熱資源一般為200~3 000 m之間的地熱能,以中溫和低溫為主,高溫為輔,可用于發(fā)電、供暖、 制冷、洗浴、烘干、養(yǎng)殖等;干熱巖型地熱資源即地表以下3 000~10 000 m深處的巖石中所蘊涵的地熱能,溫度一般大于180℃,主要用于發(fā)電。

我國地熱資源量約占全球地熱資源的1/6,336個主要城市淺層地熱資源年可采量折合標準煤約7億t, 大陸水熱型地熱資源年可采量折合標準煤18.65億t, 地下3 000~10 000 m的干熱巖型地熱資源量折合標準煤約856萬億t。

地熱資源總體分布呈現(xiàn)“東高西低、南高北低”的特點。淺層地熱資源在我國儲量大,分布地域廣,我國大部分地區(qū)都適宜開發(fā)淺層地熱資源。水熱型中低溫地熱資源主要分布于華北平原、河淮平原、蘇北平原、 松遼盆地、下遼河平原、汾渭盆地等大中型沉積盆地上,水熱型高溫地熱資源主要分布在我國藏南-川西-滇西水熱活動密集帶。干熱巖資源在我國主要分布在東部、南部地區(qū),主要在藏、滇、粵、閩等省區(qū)。

1.2 地熱開發(fā)利用現(xiàn)狀

近年來,我國對地熱能發(fā)展的重視程度顯著增強, 國家層面已出臺多項政策推動該領(lǐng)域快速發(fā)展。2021 年9月國家發(fā)改委、國家能源局等9部門聯(lián)合印發(fā)了 《關(guān)于促進地熱能開發(fā)利用的若干意見》,明確了地熱規(guī)?；l(fā)展目標,鼓勵各級政府和相關(guān)部門出臺有利于地熱能開發(fā)利用的財政、金融政策等,鼓勵和支持企業(yè)加強技術(shù)創(chuàng)新。隨著“雙碳”目標的不斷推進,各地區(qū)也紛紛出臺了相關(guān)補貼政策,如北京、河南、浙江、山西等省市,補貼措施包括節(jié)能投資項目實行無償補助, 按投資規(guī)?；虺杀窘o予補貼、按節(jié)能效果給予獎勵等。

得益于國家層面政策的持續(xù)加碼與不斷深化,以及地方政府的積極響應與推動,地熱能已經(jīng)逐步發(fā)展成為推動能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、實現(xiàn)綠色低碳發(fā)展目標的重要力量,特別在供暖領(lǐng)域,其清潔替代作用尤為顯著。 地熱能產(chǎn)業(yè)在國家的高度重視和大力支持下,正步入快速發(fā)展的快車道。

1)地熱發(fā)電。20世紀70年代初,我國先后建成7 處中低溫地熱流體發(fā)電的小型地熱試驗電站,目前這些試驗電站基本都已停運。1977年,我國在西藏羊八井建設了第一個中高溫地熱發(fā)電示范電站。2018 年底,西藏羊易地熱電站完成一期16 MW建設,于2019年滿負荷并網(wǎng)發(fā)電,成為截至目前我國單機功率最大的地熱發(fā)電機組。截至目前,我國累計建成地熱發(fā)電裝機容量約59.6 MW,但目前實際運行的不足 20 MW。

2)地熱直接利用。目前,我國地熱能在供暖、制冷、溫泉利用、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域均有廣泛應用,形成了多元化的發(fā)展格局。截至2022年底,我國地熱直接利用折合裝機容量100 GW,年利用熱量達828 882萬億J,占我國一次能源消費比重達5‰,相當于年替代標準煤2 832萬t、減排CO27 052萬t。其中,中深層水熱型地熱供暖利用折合裝機容量50 GW,占比49.94%, 成為最主要的利用方式;淺層地熱供暖(制冷)折合裝機容量42.3 GW,占比42.24%。地熱能利用在能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、綠色低碳發(fā)展中的作用日益凸顯。

1.3 地熱能在供暖中的定位

目前,我國北方城鎮(zhèn)建筑供暖以大中型集中供暖系統(tǒng)為主要方式,而北方農(nóng)村住宅絕大多數(shù)由農(nóng)戶自建,房屋保溫效果差、建筑能效低,普遍采用分散采暖方式。截至2022年底,我國北方城鎮(zhèn)供暖建筑面積達167億m2,農(nóng)村供熱面積7 1億m 2。從熱源分類來看,在北方城鎮(zhèn)建筑供熱熱源中,燃煤占比約70%、燃氣占比24%,以地熱、生物質(zhì)供熱為代表的可再生能源以及余熱利用占比很小。隨著城市化進程的加速, 北方城市的供熱覆蓋范圍預計將持續(xù)擴大。同時,南方地區(qū)因缺乏大規(guī)模的市政集中供暖系統(tǒng),其冬季室內(nèi)的溫暖舒適度普遍不及北方集中供暖區(qū)域,南方地區(qū)供暖需求的潛力正快速增長。在“雙碳目標”的要求下,亟需探索并推廣創(chuàng)新供熱技術(shù)與模式,優(yōu)化熱源配置結(jié)構(gòu),構(gòu)建安全可靠、低碳高效的新型供熱體系。

自2017年以來,為推動供暖清潔低碳轉(zhuǎn)型,國家大力推動農(nóng)村“煤改氣”,并出臺相應補貼政策。近年來,天然氣供應持續(xù)緊張,價格暴漲,多地城燃企業(yè)虧損嚴重。特別是“煤改氣”大省河北為做好天然氣保供,專門出臺補貼政策,加重了其財政負擔。在此背景下,探索并實施利用地熱能供暖作為天然氣供暖的有效補充或替代方案,顯得尤為迫切且意義重大。

截至2022年底,我國中深層地熱供暖面積累計達到5.82億m2,主要集中在河北、河南、山東、天津、陜西、山西等地。淺層地熱供暖(制冷)能力累計達到 8.1億m2,主要利用區(qū)域分布在東部平原地區(qū)。在中東部地熱資源優(yōu)勢區(qū),地熱供暖已具備與電力、燃煤、 天然氣等能源供暖同價競爭的條件,在北京城市副中心、雄安新區(qū)、黃河中下游城市群已形成規(guī)模利用的良好局面。

隨著我國在地熱能勘探、開發(fā)及利用領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新步伐不斷加快,地熱能的裝備技術(shù)層次亦顯著提升,為地熱能供暖的廣泛應用奠定了堅實的技術(shù)基礎, 地熱能在供暖中的獨特優(yōu)勢使得地熱能在供暖中的戰(zhàn)略地位日益明確且重要。

2 地熱高質(zhì)量開發(fā)利用存在的問題

盡管我國地熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展取得了一定成就,但在實際推進過程中,仍面臨諸多挑戰(zhàn)與問題,制約了地熱資源的高質(zhì)量開發(fā)利用。

2.1 地熱資源勘查不足

提高地熱資源勘查程度和精度是地熱能高質(zhì)量開發(fā)利用的基礎,但目前全國范圍內(nèi)大部分地區(qū)尚未開展系統(tǒng)全面的地熱資源勘查評價工作,地熱資源的總量僅為粗略估算的數(shù)值,缺乏科學、嚴謹且統(tǒng)一的數(shù)據(jù)支撐,主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

1)地質(zhì)條件復雜,資源富集機理不清。中國及臨區(qū)是全球顯生宙地質(zhì)結(jié)構(gòu)和發(fā)展歷史最復雜的地區(qū)。而地熱資源分布受深部動力學背景和構(gòu)造活動控制明顯,復雜的大地構(gòu)造背景和演化歷程導致我國地熱系統(tǒng)類型多、成因復雜,資源條件差異大、非均質(zhì)性強。不同類型地熱系統(tǒng)構(gòu)成要素形成機制及主控因素不清,增加了地熱資源勘探開發(fā)難度。

2)勘查開發(fā)水平不足。與發(fā)達國家相比,我國地熱勘探開發(fā)技術(shù)水平還有很大差距。部分地區(qū)的勘查設備和技術(shù)水平較低,無法滿足現(xiàn)代地熱資源勘查的需求。這限制了勘查工作的深度和廣度,使得地熱資源的家底難以摸清。

3)勘查投入不夠。地熱能的勘探開發(fā)需要高昂的投資成本,但國家對地熱資源的勘探領(lǐng)域的投資比例較低,中央財政僅對京津冀少數(shù)地區(qū)及共和盆地干熱巖項目進行了重點扶持,且地方政府財政資金有限, 難以全面覆蓋地熱資源的詳查與地熱田的勘探工作, 造成地熱田勘查程度低、基礎數(shù)據(jù)匱乏,制約了地熱產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的步伐。

2.2 統(tǒng)籌規(guī)劃有待加強

從國家層面,發(fā)布《地熱能開發(fā)利用“十三五”規(guī)劃》之后并未發(fā)布新的政策。從地方層面看,只有貴州、咸陽等少數(shù)地區(qū)編制并實施了地方地熱資源開發(fā)利用規(guī)劃。絕大部分地方的地熱能開發(fā)利用未能實現(xiàn)全面、系統(tǒng)、有序的發(fā)展,主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

1)地熱在《礦產(chǎn)資源法》《水法》和《可再生能源法》的管理之下,有礦產(chǎn)資源、地下水、能源三種屬性, 管理權(quán)限分屬不同部門,形成了多頭管理和重復管理的局面,造成了企業(yè)辦理地熱項目手續(xù)復雜、流程不暢,影響企業(yè)投資開發(fā)利用地熱能的積極性,制約了地熱能開發(fā)利用的產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；l(fā)展。

2)各地缺少對地熱的針對性規(guī)劃,各地塊用能需求未和地熱資源利用相結(jié)合,導致在地熱開發(fā)過程中, 存在與城市規(guī)劃、市政建設、環(huán)境保護等部門之間缺乏統(tǒng)籌協(xié)調(diào)的問題,導致項目落地困難。

3)標準化體系構(gòu)建尚需完善。目前地熱能開發(fā)利用方面尚未形成一套具有前瞻性和實用性的指導性標準,在開發(fā)利用方案的審定和項目質(zhì)量的把控上缺乏權(quán)威性的評估體系作為決策依據(jù)。

2.3 市場活力有待提高

從地熱供暖領(lǐng)域來看,不同的熱源供熱成本不同, 地熱能供暖成本受地熱資源稟賦、開采難度和地面配套設施建設成本等因素的影響,成本變化較大,且初始投資高。項目的經(jīng)濟性也受當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展、居民消費能力及偏好、小區(qū)周邊環(huán)境等條件的影響而千差萬別。 目前國內(nèi)地熱能開發(fā)利用企業(yè)積極性不高,主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

1)地熱能供熱的價格機制還沒有完全理順。目前地熱供暖價格仍參照傳統(tǒng)供暖模式,由政府定價,未考慮地熱能產(chǎn)業(yè)的特點及企業(yè)的運營成本,對未來企業(yè)可持續(xù)運營缺乏有力的政策支持,削弱了地熱供暖項目的市場競爭力和投資動力。

2)資源稅負較重。依據(jù)《資源稅法》的規(guī)定,地熱資源的開發(fā)利用需承擔較高的資源稅,按原礦1%~ 20%或每立方米1~30元的稅率標準征收,這樣的稅負水平直接推高了項目的建設成本,給地熱開發(fā)企業(yè)造成了沉重的經(jīng)濟負擔,影響了企業(yè)的盈利能力和再投資意愿,進而降低了行業(yè)整體的發(fā)展積極性。

3)地熱能供熱的環(huán)境價值沒有得到體現(xiàn),缺乏科學、合理的可再生能源供熱抵消碳排放核算機制。目前,國家已通過“綠證”實現(xiàn)了綠色電力的環(huán)境價值實現(xiàn),但對于地熱能供熱等“綠熱”,還沒有體現(xiàn)其環(huán)境價值的渠道。

3 地熱高質(zhì)量開發(fā)利用的策略及建議

3.1 加快資源勘查,掌握資源家底

1)加強地熱能基礎理論研究。深化地質(zhì)科學研究,特別是針對地熱資源形成機制、分布規(guī)律及資源潛力評估等方面的研究,為地熱勘查提供堅實的理論基礎。加強跨學科合作,融合多領(lǐng)域知識,構(gòu)建地熱資源勘探與開發(fā)的綜合理論體系。

2)加快關(guān)鍵技術(shù)和裝備攻關(guān)。通過科技創(chuàng)新手段,解決地熱勘探領(lǐng)域內(nèi)的重大技術(shù)瓶頸,如高精度地球物理探測技術(shù)、深部地熱鉆井技術(shù)、地熱資源高效提取與利用技術(shù)等。推動地熱勘查裝備的自主研發(fā)與升級換代,提高勘查效率與精度,降低作業(yè)成本,為地熱資源的商業(yè)化開發(fā)提供有力支撐。

3)國家加大對地熱勘查領(lǐng)域的資金投入,地方政府積極引入社會資金投入勘查,形成政府引導、企業(yè)為主體、社會廣泛參與的多元化投融資機制,加大地熱能資源勘查力度,準確把握地熱資源的位置和儲量。

3.2 加強頂層設計,明確發(fā)展方向

1)完善相關(guān)法律法規(guī),重新界定地熱資源的法律屬性,清晰劃分各級行政機構(gòu)的管理權(quán)限與責任范疇, 旨在消除地熱管理中存在的多頭管理現(xiàn)象,為管理部門推動地熱管理體制改革奠定堅實的法律基礎,并有效保障地熱資源開發(fā)利用的合法權(quán)益。

2)制定國家層面的地熱能發(fā)展戰(zhàn)略,優(yōu)化各地規(guī)劃對可再生能源利用的要求,在規(guī)劃層面明確地熱項目布局,推動地熱開發(fā)利用與規(guī)劃銜接,在編制規(guī)劃時充分考慮地熱的接入消納條件,并預留必要的場地空間。

3)研究出臺地熱能開發(fā)利用相關(guān)標準規(guī)范,明確地熱資源勘查評估、系統(tǒng)設計、施工安裝、工程驗收、智能監(jiān)控等各個環(huán)節(jié)的技術(shù)要求,推動地熱項目標準化、 規(guī)范化發(fā)展。

3.3 優(yōu)化政策環(huán)境,激發(fā)市場活力

1)推動地熱定價機制改革,采取政府指導、市場引導的雙重定價機制,根據(jù)地熱資源稟賦、各種技術(shù)的應用水平和條件,市場成熟度等,核定地熱能供暖的指導價格。在充分保障地熱企業(yè)正常運營及合理的利潤空間的基礎上,實施靈活多變的市場導向定價機制與補償措施,以增強地熱項目的經(jīng)濟可行性,加大地熱產(chǎn)業(yè)社會資本吸引力。

2)制定和完善促進地熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策措施和市場機制,如建設補貼、稅費減免等,加強行業(yè)監(jiān)管和標準化建設,規(guī)范市場秩序。

3)積極探索實現(xiàn)地熱能供暖的環(huán)境價值。根據(jù)國家政策適時出臺用戶碳排放和可再生能源利用指標考核制度,建立健全生態(tài)補償機制和市場激勵機制,調(diào)動企業(yè)和市場應用地熱能的積極性。

3.4 加強科技創(chuàng)新,推動應用示范

1)加大對地熱關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)的投入力度,重點突破地下水回灌成井工藝、熱儲資源量評估、地熱發(fā)電技術(shù)等難題。

2)推動產(chǎn)學研用深度融合,強化國際間的合作與對話,積極吸納海外前沿技術(shù)與管理智慧,促進技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)升級。

3)建設一批地熱科技創(chuàng)新與應用示范項目,推動地熱技術(shù)在供暖、制冷、發(fā)電、農(nóng)業(yè)及工業(yè)等領(lǐng)域的廣泛應用。通過示范項目的引領(lǐng)和帶動作用,推動地熱產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

4 結(jié) 語

綜上所述,地熱資源作為清潔、可再生的能源形式,在推動我國能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型中扮演著至關(guān)重要的角色。本文圍繞地熱高質(zhì)量發(fā)展中面臨的資源量不清、 缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃及開發(fā)主體缺乏積極性等方面問題進行系統(tǒng)梳理,并針對性提出要加快資源勘查、加強頂層設計、優(yōu)化政策環(huán)境、加強科技創(chuàng)新等建議。

來源：諶洋《我國地熱能高質(zhì)量開發(fā)利用面臨的問題及對策建議》