山西省地?zé)崮荛_發(fā)利用淺析

劉芮

（中石化新星（北京）新能源研究院有限公司，北京100083）

地?zé)崮軄碓从诘厍騼?nèi)部的熔融巖漿和放射性物質(zhì)衰變，是一種綠色低碳的可再生能源，具有資源量豐富、能量密度大、分布廣泛、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。在當(dāng)前能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、大氣污染治理以及北方地區(qū)清潔供暖的形勢下，地?zé)崮茏鳛橐环N極具競爭力的可再生能源，將在未來能源革命中發(fā)揮重要的作用。

地?zé)豳Y源按照賦存狀態(tài)可以分為淺層地?zé)豳Y源、水熱型地?zé)豳Y源和干熱巖資源三類，淺層地?zé)崮軠囟纫话愕陀?5℃，埋深200m 以淺，是蘊(yùn)藏在土壤、巖石、地下水、地表水等中的地?zé)豳Y源；水熱型地?zé)崮苁锹裆钤?00-3000m 的地下水或蒸汽中所蘊(yùn)含的地?zé)豳Y源；干熱巖一般指埋深3000m 以上，溫度大于200℃，內(nèi)部不存在流體或僅有少量地下流體的高溫巖體。

1 山西省地?zé)崮荛_發(fā)利用現(xiàn)狀

1.1 地?zé)豳Y源分布及特征

山西省地?zé)崮苜Y源相對豐富。其中，淺層地?zé)崮芸砷_采資源總量約2800 萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，是全國淺層地?zé)崮荛_發(fā)利用的“適宜區(qū)”，主要分布在朔州、忻州、大同、晉中、太原、臨汾、運(yùn)城和長治8 個(gè)城市。水熱型地?zé)崮芸砷_采資源總量約5700 萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，位居全國第8 位，主要分布在太原、臨汾、曲沃、運(yùn)城等市縣。

按照地?zé)豳Y源特征，山西省可分為新生代沉積盆地型和隆起山地型兩種地?zé)豳Y源類型。新生代沉積斷陷盆地位于山西中部，呈多字型雁行排列，自北而南依次發(fā)育大同盆地、忻州盆地、太原盆地、臨汾盆地、運(yùn)城盆地。這些盆地中部和邊緣斷裂構(gòu)造十分發(fā)育，大地?zé)崃髦禐?1-80mW/m2，高于全球大地?zé)崃髌骄?1.55mW/m2，屬于高熱流異常區(qū)，其中太原、臨汾和運(yùn)城三大盆地是山西省地?zé)豳Y源條件最好的地?zé)岙惓^(qū)。

太原盆地北起石嶺關(guān)，南到韓侯嶺，東部以太行山系太岳山北段為界，西部以呂梁山系的太原西山為界，盆地長約40km，寬約105km，面積約4000km2, 海拔700-900m，是一個(gè)典型的新生代斷陷盆地，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，為地?zé)岬男纬商峁┝擞欣麠l件。目前盆地中南部主要開采二疊、三疊系砂巖熱儲。盆地北部及邊緣開采奧陶系、寒武系碳酸鹽巖熱儲，水溫60-75℃，最高可達(dá)95℃。

臨汾- 運(yùn)城盆地位于山西斷陷帶中南段，呈NE-NNE 向展布，主要受呂梁山、霍山和中條山山前大斷裂控制。臨汾盆地地?zé)崽锩娣e4765.4km2，主要發(fā)育寒武- 奧陶系灰?guī)r熱儲，水溫一般37-50℃，局部高達(dá)75℃；水量一般50-130m3/h。運(yùn)城盆地地?zé)崽锩娣e5462.9km2，主要發(fā)育新生界砂巖熱儲，水溫一般25-61℃，最高達(dá)68℃；水量一般50-130m3/h，最高可達(dá)300m3/h。

1.2 地?zé)豳Y源開發(fā)利用現(xiàn)狀

山西省地?zé)豳Y源開發(fā)利用最早起源于對溫泉的開發(fā)利用。根據(jù)地?zé)岬刭|(zhì)勘查結(jié)果表明，全省共發(fā)現(xiàn)水溫在20℃以上的地?zé)崴雎饵c(diǎn)200 多處，主要分布在運(yùn)城、臨汾、忻州、大同4 大盆地中。山西奇村溫泉因其含有氡、氟、硫化氫、硅酸鹽等十幾種礦物質(zhì)，具有明顯的醫(yī)療保健功效，被譽(yù)為世界四大溫泉之一。

隨著地?zé)峥辈槌潭鹊募由睿轿魇〉責(zé)岙a(chǎn)業(yè)慢慢擴(kuò)展到了地?zé)峁┡⑾丛”＝　⒎N植養(yǎng)殖、工業(yè)生產(chǎn)等方面。近幾年，以省會(huì)城市太原為首，率先開始了地?zé)峁┡?guī)模化開發(fā)，而后臨汾、運(yùn)城等地區(qū)也紛紛掀起了地?zé)峁┡a(chǎn)業(yè)浪潮。截至2019 年底，山西省地?zé)峁┡娣e約為1350 萬平方米。其中，淺層地?zé)崮芄┡评涿娣e450 萬平方米，中深層地?zé)崮芄┡娣e900 萬平方米，已成為山西省能源轉(zhuǎn)型的重要推動(dòng)力。

2 山西省地?zé)崮荛_發(fā)利用存在的問題

2.1 地?zé)豳Y源家底不明晰

山西省作為我國傳統(tǒng)煤炭能源大省，一直以煤礦勘查為主，而對于地?zé)豳Y源勘查投入較少，與山西省地?zé)岙a(chǎn)業(yè)快速發(fā)展極不協(xié)調(diào)，嚴(yán)重制約了地?zé)豳Y源的高質(zhì)量開發(fā)。如太原某小區(qū)地?zé)峁┡?xiàng)目，在前期地?zé)峥辈椴怀浞值那闆r下，鉆井成功率僅為20%，且出水溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于預(yù)期，造成項(xiàng)目停運(yùn)。運(yùn)城市絳縣也出現(xiàn)此類地?zé)徙@井情況，使得地?zé)峁┡臑槿細(xì)忮仩t供暖，經(jīng)濟(jì)性較差。

2.2 地?zé)衢_發(fā)水平較低

受資源勘查程度低、資料少、研究精度低等一系列問題的困擾，淺層地?zé)崮軕?yīng)用技術(shù)水平還沒有達(dá)到成熟，缺少核心技術(shù)及產(chǎn)品的生產(chǎn)研發(fā)企業(yè)。砂巖熱儲回灌率低也成為影響山西地?zé)崮芸沙掷m(xù)發(fā)展的一大重要問題。早期運(yùn)城市地?zé)崮馨l(fā)展速度較快，但大部分項(xiàng)目砂巖地?zé)嵛菜y以經(jīng)濟(jì)回灌，因此采取地?zé)嵛菜迸诺姆绞絹硖岣唔?xiàng)目經(jīng)濟(jì)性，最后面臨管道腐蝕、土壤污染等一系列問題，而不得不關(guān)停。

2.3 地?zé)岙a(chǎn)業(yè)體制機(jī)制不健全

目前山西省尚未出臺相關(guān)地?zé)豳Y源管理辦法，地?zé)針I(yè)務(wù)管理權(quán)限分屬不同部門，企業(yè)在辦理地?zé)犴?xiàng)目的采礦權(quán)和取水許可證的過程中手續(xù)復(fù)雜、流程不暢，導(dǎo)致目前地?zé)犴?xiàng)目未批先建、違規(guī)建設(shè)的情況頻繁發(fā)生。在政策層面，由于缺少專門針對地?zé)崆鍧嵐┡姆龀终撸业責(zé)犴?xiàng)目前期投入較大，資金回籠較慢，造成市場主體融資壓力較大，積極性不高。

3 山西省地?zé)崮荛_發(fā)利用發(fā)展環(huán)境

3.1 山西省能源轉(zhuǎn)型刻不容緩

山西作為長期為我國輸送煤炭的能源大省，對我國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展起到了重要的支撐和保障作用。但與此同時(shí)，煤炭等化石能源大規(guī)模開發(fā)對山西省生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響，迫近生態(tài)紅線。2019 年，生態(tài)環(huán)境部設(shè)立大氣污染傳輸通道城市（2+26 城市）及汾渭平原11 城市作為打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)重點(diǎn)推進(jìn)區(qū)域，山西省有八座城市在列（太原、陽泉、長治、晉城、呂梁、晉中、臨汾、運(yùn)城）。區(qū)域環(huán)境污染壓力對能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展形成的約束日趨強(qiáng)化，迫使山西加快實(shí)現(xiàn)低碳綠色轉(zhuǎn)型。

表1 關(guān)于山西省能源綜合改革相關(guān)文件

3.2 地?zé)岙a(chǎn)業(yè)進(jìn)入規(guī)模化發(fā)展時(shí)期

地?zé)嶙鳛榉腔茉粗械闹匾粏T，不受季節(jié)、氣候等外界因素干擾，是一種現(xiàn)實(shí)并具有競爭力的可再生能源。經(jīng)過多年的發(fā)展，我國已經(jīng)建成了世界上規(guī)模最大的地?zé)岙a(chǎn)業(yè)，直接利用規(guī)模多年位居世界第一。首部國家層面“十三五”規(guī)劃正式出臺；雄安新區(qū)將打造地?zé)崮荛_發(fā)利用國際樣板，助力“雄縣模式”發(fā)展成為“雄安模式”；“北方地區(qū)冬季清潔取暖”進(jìn)程中地?zé)岢蔀槿济禾娲闹匾问剑弧跋臒岫洹钡貐^(qū)居民清爽度夏、溫暖過冬需求進(jìn)一步擴(kuò)大了地?zé)岙a(chǎn)業(yè)發(fā)展空間；青海共和盆地干熱巖資源勘查取得突破，科技攻堅(jiān)戰(zhàn)全面啟動(dòng)。與此同時(shí)，國家及各級政府出臺了一系列地?zé)岙a(chǎn)業(yè)扶持政策，促進(jìn)了地?zé)岙a(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，國家層面“地?zé)崮荛_發(fā)利用管理辦法”編制工作也正在全面推進(jìn)過程中。綜合來看，隨著一系列重大戰(zhàn)略與利好政策的出臺實(shí)施，我國地?zé)岙a(chǎn)業(yè)市場空間不斷擴(kuò)大，正逐漸進(jìn)入規(guī)模化發(fā)展時(shí)期。

3.3 山西省地?zé)岙a(chǎn)業(yè)市場前景廣闊

按照山西省人民政府發(fā)布的《山西省打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃》相關(guān)要求，全省各市縣紛紛行動(dòng)，出臺一系列清潔取暖補(bǔ)貼政策。《太原市人民政府辦公廳關(guān)于印發(fā)太原市2018 年散煤治理實(shí)施方案的通知》（并政辦發(fā)[2018]40 號）要求深層地?zé)嵩礋岜们鍧嵐┡圏c(diǎn)一次性建設(shè)投資，由市級財(cái)政給予120元/平米補(bǔ)貼。陽泉市印發(fā)《陽泉市2017-2019 年冬季清潔取暖工作指導(dǎo)意見》要求對利用地?zé)帷⒐I(yè)余熱、地源、水源、空氣源熱泵、地?zé)岬瓤稍偕茉醇羞M(jìn)行區(qū)域清潔供熱改造的實(shí)施企業(yè)給予補(bǔ)貼。2015 年中石化新星雙良地?zé)峁驹谏轿鹘ǔ闪巳珖谝粋€(gè)地?zé)崮芗泄崾痉墩? 太原三十三所供熱項(xiàng)目。該項(xiàng)目融合了地?zé)崮堋⑻柲堋⒂酂岬染G色能源，替代了3 臺共150 噸的燃煤鍋爐，實(shí)現(xiàn)地?zé)峁┡娣e65 萬平方米，年減少原煤消耗量5573 噸。不僅有效改善了地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，而且?guī)砹肆己玫纳鐣?huì)生態(tài)效益，具有重要的引領(lǐng)和示范意義。隨著山西省地?zé)岙a(chǎn)業(yè)一系列利好政策不斷出臺，示范項(xiàng)目不斷建立，地?zé)岙a(chǎn)業(yè)市場潛力巨大，前景廣闊。

4 山西省地?zé)崮荛_發(fā)利用對策建議

4.1 加大資源勘查投入

建議加大山西省地?zé)豳Y源勘查財(cái)政投入力度，開展太原、臨汾、運(yùn)城等重點(diǎn)區(qū)域地?zé)豳Y源的詳查和精細(xì)評價(jià)。對水熱型地?zé)崽锏牡刭|(zhì)及熱儲特征、地?zé)豳Y源的數(shù)量和質(zhì)量，以及開采技術(shù)經(jīng)濟(jì)性做出評價(jià)，為山西省地?zé)豳Y源合理開發(fā)利用提供依據(jù)。

4.2 加大重點(diǎn)技術(shù)研發(fā)

山西省應(yīng)設(shè)立地?zé)崮芸萍紕?chuàng)新重大專項(xiàng)資金，加大對地?zé)崮芸碧介_發(fā)核心關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)的投入力度。一是研發(fā)高精度水熱型地?zé)岱钦鹂碧郊夹g(shù)，通過技術(shù)應(yīng)用解放更多地?zé)豳Y源。二是攻關(guān)砂巖地?zé)嵛菜?jīng)濟(jì)回灌技術(shù)，保證砂巖地?zé)犴?xiàng)目尾水實(shí)現(xiàn)全回灌。

4.3 加大法規(guī)政策建立

加快出臺《山西省地?zé)豳Y源管理辦法》，明確管理部門職責(zé)，簡化和加快地?zé)崽降V權(quán)、采礦權(quán)等申報(bào)要求和審批程序。優(yōu)化和完善地?zé)岵晒鄻?biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)地?zé)崴毓啾O(jiān)督檢查，制訂完善的地?zé)崮芗夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。制訂和實(shí)施積極的財(cái)稅政策，支持地?zé)岙a(chǎn)業(yè)發(fā)展。

5 結(jié)論

隨著生態(tài)與環(huán)保問題日益突出，山西省作為全國首個(gè)全省域能源革命綜合改革試點(diǎn)備受關(guān)注。山西省地?zé)豳Y源豐富，開發(fā)利用空間廣闊，加快以地?zé)崮転橹攸c(diǎn)的清潔能源產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展成為當(dāng)前山西省能源轉(zhuǎn)型的重要舉措。伴隨著能源生產(chǎn)與消費(fèi)革命推進(jìn)進(jìn)程，山西省將切實(shí)提高地?zé)岙a(chǎn)業(yè)勘探及研發(fā)技術(shù)，加快地?zé)岙a(chǎn)業(yè)化建設(shè)，推動(dòng)省內(nèi)相關(guān)地?zé)岙a(chǎn)業(yè)政策及管理辦法陸續(xù)出臺，努力探索走出一條能源轉(zhuǎn)型發(fā)展新道路。