地熱在北方清潔取暖中的角色定位

羅佐縣+梁海軍+何錚+宮昊

經過實踐檢驗的地熱能，將在清潔能源替代的過程中發揮重要的作用。地熱供暖在北方的商業化前景究竟如何？本文或許能幫助你做出準確的判斷。

2016年12月中央第14次財經工作會議將北方清潔取暖列為重大民生工程。2017年兩會期間，政府工作報告對此予以重申?？梢灶A見，未來北方清潔供暖工作力度會進一步加大，由此導致的能源結構調整也會提速。值得指出的是，《國家地熱能開發利用“十三五”規劃》正好是在這一時期出臺。《規劃》提出“十三五”時期地熱開發利用重點之一是供暖，提出到2020年新增供暖面積11億平方米，較2015年增長了2倍。這一規劃目標與與北方清潔供暖的發展形勢高度契合。

資源基礎

“十二五”時期，國土資源部中國地質調查局組織了6000多家單位對全國地熱資源開展了系統評價。此次評價完成了全國336個地級以上城市的淺層地熱能、全國31個?。ㄊ?、自治區）水熱型資源調查。評價數據顯示：全國地熱資源年可開采量折合成標煤為26億噸，干熱巖資源總量初步估計折合標煤856萬億噸。中國水熱資源每年可開采量折合標煤18.65億噸，以中低溫為主，高溫為輔。中低溫水熱型資源主要分布在華北、蘇北、松遼、江漢等大中型盆地，每年可采資源量折合標煤18.28億噸。其余山地丘陵區中低溫地熱資源折合標煤0.19億噸。全國336個地級以上城市淺層地熱能資源每年可開采量折合標煤7億噸，可用于建筑物供暖和制冷。336個地級以上城市80%以上的土地面積適宜利用淺層地熱能，可實現建筑物夏季制冷面積326億平方米，冬季供暖面積323億平方米。全國適宜開發淺層地熱能的地區主要分布在中東部，包括北京、天津、河北、山東、河南、遼寧等北方傳統供暖區。

北方供暖實情

1.集中供暖

北方冬季供暖主要有集中供暖和分散供暖兩種形式。集中供熱主要發生在城市，實施的途徑主要有熱電聯產、燃煤鍋爐以及燃氣鍋爐。近年出于保護大氣環境需要，各地燃氣鍋爐供暖方式開始逐漸替代燃煤鍋爐，燃煤供暖比例處于下降狀態。但是我國的煤炭消費基數較大，雖然開展了燃煤替代，燃煤鍋爐的使用比例依舊處于較高水平，目前燃煤鍋爐供暖面積比例大約北方城鎮供熱面積的45%，可再生能源占比僅為2.6%。

除了熱電聯產及鍋爐供暖方式之外，北方少數地區的集中供暖依靠地熱。比如中石化在河北雄縣開發的地熱供暖項目供暖面積達到了數十萬平方米，利用的是中深層水熱資源。總體看來，相比全國主要供暖形式及供暖面積指標，北方地區地熱集中供暖的面積占總面積比例總體處于非常低的水平。

2.分散供暖

分散供暖主要發生在農村，城鎮也有少數地區依靠分散供暖。之前的供暖形式主要是依靠家用煤爐，目前看來這一部分散煤燃燒是造成北方大氣環境污染的重要因素之一。近年國家在北方農村地區實施煤改氣、煤改電工程以替代散煤。2016年第14次財經工作會議后力度有所加大。除了分散供暖之外，部分農村地區近些年實現了依靠地熱資源向集中供暖的轉變，比如河北雄縣的某些自然村就實現了地熱集中供暖，效果非常好。中石化在河北雄縣的地熱供暖項目取得成功之后，下一步的發展計劃是將雄縣的供暖模式向大中城市和農村兩頭延伸。當然前提是延伸的地區要有資源基礎。雄縣的沙辛莊等自然村其實就是很好的一種嘗試，目前已經取得成功。

地熱供暖的定位

如前所述，地熱供暖目前無論是在城市還是農村均有成功嘗試和實踐，但就其規模看還不具備競爭優勢。究竟如何定位未來的地熱供暖在北方清潔供暖中的地位，既需要看資源條件，也需要看地熱供暖相對于其他供暖方式的比較優勢和劣勢。

1.比較優勢

一是清潔環保。相對燃煤、燃氣以及電供暖方式，地熱供暖最大的優勢就在于清潔環保。在水熱型資源基礎具備的地區，只需要消耗極少的電力就可以實現居民區的集中持續供暖，基本上可以視為零排放。燃煤鍋爐方式以及散煤燃燒會產生大量的二氧化碳及其他污染物排放，燃氣供暖雖然排放程度較燃煤供暖要低，但不能完全杜絕排放；煤改電使用的電力要么來自煤炭，要么來自天然氣，屬于二次能源，在其生產過程中存在污染問題。熱電聯產供熱方式雖然相對燃煤鍋爐提高了能源利用效率，但仍排放大量二氧化碳，對我國節能減排工作形成較大壓力。根據中電聯統計，2014 年全國全口徑發電量56045億千瓦時，全口徑發電二氧化碳排放強度為645 克/千瓦時，推測得出中國電力行業二氧化碳排放量約為36.12億噸，約占全國總排放的37.31%。地熱供暖特別是水熱型地熱供暖屬于直接利用，清潔程度高。淺層地熱能利用主要通過以地埋管形式從土壤中取熱，通過打井提取地下水予以加熱，然后通過熱泵從水中取熱。淺層地熱能的利用一般需要消耗電能對地埋管中的水或者是地下水予以加熱，到一定溫度后方能取得供暖效果。這種模式如果用于替代散煤，其實就是煤改電的一種形式。如果燃煤替代涉及到熱泵技術應用，地熱供暖和煤改電會有很多交集。

二是供應穩定。如前所述，我國336個地級以上城市80%以上的土地面積適宜利用淺層地熱能，地熱資源分布面廣。水熱型地熱資源分布雖不像淺層資源分布那么廣泛，但是在資源基礎具備的地區，在確保回灌技術實施條件下，資源的供應會非常穩定，這一點是熱電聯產和天然氣供暖所無法比擬的。我國電力供應總體充足，但是熱電廠分布不平衡，造成熱源供應不穩定。北京、濟南和石家莊等大城市普遍存在熱電廠容量難以滿足快速增長的城市供熱負荷的需求；而更多中小城市則存在熱電廠供熱容量過?，F象，一些300MW大機組僅僅承擔200-300萬平米的供熱面積，沒有發揮出熱電聯產的優點。此外，由于國內天然氣管網設施不完善以及價格改革滯后等原因，天然氣在全國的供應時不時會出現問題，造成“氣荒”。一旦出現氣源緊張，燃氣供暖自然得不到保障。

2.地熱供暖的劣勢

地熱供暖有其優勢，但其缺點同樣不可回避，突出的表現在開發利用成本方面。無論是中深層地熱供暖還是地源熱泵方式供暖，成本要高于燃煤、燃氣鍋爐以及熱電聯產供暖方式，特別是前期建設費用。筆者對北方某地進行調研時發現，依靠中深層地熱和依靠地源熱泵實現淺層地熱利用的集中供暖基建投資成本分別為200元/平米和240元/平米，遠高于燃煤鍋爐、燃氣鍋爐供暖方式基建投資，與熱電聯產供熱考慮修建管道至居民區的投資在內的成本相當。農村供暖方面的投資也比較類似。筆者在雄縣調研時發現，依靠地熱實現集中供暖的自然村的前期基建投資要遠高于煤改氣、煤改電的基建投資。

第二個方面的劣勢表現在資源的勘查和發現周期長，而天然氣供應和電力供應則不存在這個問題，當然前提是氣電供應沒有短缺。地熱資源的勘探開發周期較長，有一定的勘探失敗率。在預期不明確的條件下，投資商對于未來的收益會有所顧慮，這一點會影響到各界對地熱產業投資的積極性?？陀^地講，過去數年各地方政府出臺的有關吸引地熱投資的法規不少，但地熱的投資并不興旺。究其原因，根源應該在于成本過高和勘查周期漫長。此外水熱型地熱資源不像淺層地熱能那樣廣泛，對選址有特殊要求，這一點是其短板。不像煤改氣和煤改電過程那樣具有普遍適用性，只要氣電能送達的地區基本都可以實施工程改造。

3.如何定位地熱供暖

如前所述，地熱供暖優勢很明顯，短板也不容忽視。如果說短板和長板旗鼓相當，難分伯仲，此時就需要有第三方力量的介入以改變均衡與相持。這個第三方力量在當前這個特殊時期就是大氣污染治理。地熱供暖成本雖高，但目標指向全國人民最關心的大氣污染治理問題。《可再生能源發展十三五規劃》明確提出到2020年全國可再生能源占一次能源消費比重達到15%，較2015年增長3個百分點。在這三個百分點中，地熱三分天下有其一?！兜責崮荛_發利用“十三五”規劃》提出到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，相當于減排1億噸二氧化碳。京津冀地區地熱能年利用量達到約2000萬噸標準煤，減排近5000萬噸二氧化碳。由此可見，地熱事業從其誕生之日起就肩負著煤炭替代的使命。鑒于我國當前大氣污染現象嚴重，對地熱供暖的環境治理功能應予以積極肯定。在此形勢下，即使付出一些較高的成本也是值得的。

北方地區清潔取暖發展趨勢

一方面，北方地區清潔取暖應該堅持“去煤化”思路不動搖；另一方面，鑒于我國幅員遼闊，各地經濟發展水平不均衡，電網、天然氣基礎設施建設還不夠完善以及地熱資源豐富現狀，北方地區清潔取暖應堅持多元化發展道路。在宜氣則氣，宜電則電的基礎上，還應增加“宜熱則熱（地熱）”原則，做到熱、氣、電協同發展。從清潔取暖工程的實施情況看，煤改電與煤改地熱其實有很大程度的交集，不能完全割裂開來。比如通過地源熱泵方式對淺層地熱能的利用某種程度上說也可以視為煤改電工程。

重視特殊地區的開發利用，必要時可加大開發力度。清潔取暖應突出重點地區的大氣污染防治，特別是京津冀地區。根據《京津冀及周邊地區2017年大氣污染防治工作方案》，北京市、天津市以及河北省等28個城市被確定為京津冀大氣污染傳輸通道城市。這些城市當中有不少已經設立了禁煤區。而根據國內地質調查機構的數據，這一通道正好是國內地熱資源的富集區，應本著因地制宜的思路予以開發利用，加大力度。

地熱開發利用對環境友好，這一點在地熱開發利用示范區已經得到驗證。廣大地熱供暖用戶深切感受到了地熱供暖的效果。當然，從事地熱供暖的企業的經濟負擔不能視而不見。目前的地熱在一次能源中占比很低，不能與氣電相提并論，但其潛力確實不可小覷，應在政策扶持方面予以重視。目前的地熱供暖企業在當前的地熱供暖收費水平下基本是在負重前行。自從北方地區清潔取暖被列為重大民生工程及各地設立禁煤區以來，各地煤改氣、煤改電政策紛紛出臺，加大了對用戶和企業如的補貼力度。這些政策中的部分條款雖然也涉及到地熱，但主要是針對淺層地熱能開發，并不全面系統。中深層地熱資源供暖該享受什么政策目前就是空白。筆者在調研中獲悉，有企業在從事中深層地熱管項目，目前的供暖收費僅能維持日常運營，之前發生的管網、鉆井等基礎設施大額投資目前還沒有享受到同煤改氣、煤改電一樣類似的補貼。綜合比較煤改氣、煤改電以及煤改地熱的各種優劣勢，當前應該加大對煤改地熱的政策扶持力度，扶持力度應該高于煤改氣電。

由于地熱資源開發利用周期長，投資較大，應充分吸收各類社會資本進入到這個領域。《地熱能開發利用“十三五”規劃》明確提出要創新地熱運營模式，大力推廣PPP等經營模式，未來的政策改革除加大對地熱開發利用扶持和補貼之外，還應將關注重點轉移到地熱管理體制和運行機制方面來。這樣地熱供暖的舞臺才會更加廣闊。