2021年中國地熱能發展現狀與展望

喬 勇，易躍春，趙太平，胡小峰，韋惠肖，張佳麗

(水電水利規劃設計總院，北京 100120)

地熱能是一種儲量豐富、分布較廣、穩定可靠的可再生能源。大力開發利用地熱能，對深入貫徹習近平生態文明思想，落實“碳達峰、碳中和”目標具有重要意義。2021年是“十四五”期間地熱發展極為關鍵的一年，為推動地熱能開發利用的持續高質量發展，使其在能源生產和消費革命中發揮更加重要的作用，國家發展改革委、國家能源局等八部委發布《關于促進地熱能開發利用的若干意見》[1]。文件中提到，到2025年，各地基本建立起完善規范的地熱能開發利用管理流程，全國地熱能開發利用信息統計和監測體系基本完善，地熱能供暖(制冷)面積比2020年增加50%，在資源條件好的地區建設一批地熱能發電示范項目，全國地熱能發電裝機容量比2020年翻一番；到2035年，地熱能供暖(制冷)面積及地熱能發電裝機容量力爭比2025年翻一番[1]。作為指導地熱能行業發展的重要意見，該文件為推動“十四五”期間地熱能有序、健康發展起到了決定性作用。

1 地熱資源概況

我國地熱資源豐富，淺層地熱資源分布廣泛，淺層地熱資源主要分布在北京、天津、河北、山東、江蘇、安徽、河南、陜西和東北部分地區。中深層地熱資源以中低溫為主，高溫為輔，依據構造成因可分為隆起山地型和沉積盆地型兩種地熱資源。隆起山地型中低溫地熱資源主要分布于東南沿海、膠東半島、遼東半島等山地丘陵地區，沉積盆地型地熱資源主要分布于華北平原、江淮平原、松遼盆地等地區，大型沉積盆熱儲多、厚度大且分布廣，賦存大量的中低溫地熱水資源；深層地熱能資源在地球內部普遍存在，但有開發潛力的深層地熱能資源主要分布在新生代火山活動區、地殼較薄地區等板塊或構造體邊緣，東南沿海、青藏高原是我國主要潛力開發區。我國336個地級以上城市規劃區范圍內，淺層地熱能年可開采資源量折合標準煤7億t，中深層地熱能年可開采資源量折合標準煤19億t，深層地熱基礎資源量折合標準煤856萬億t[2- 4]。

2 地熱能開發發展現狀

2.1 發展歷程

新中國成立后，在李四光先生的倡導和帶領下，掀起了我國地熱能開發的第一次浪潮，我國在地熱資源普查、開發利用、基礎理論方面都取得顯著進展，北京、天津、河北、西藏等地大力開展地熱資源勘查，推廣地熱能在醫療洗浴、工業洗滌、水產養殖等領域的應用，廣東豐順和西藏羊八井的地熱發電項目就是在這一時期建設起來的。到20世紀末和21世紀初，中國地質調查局開展了全國范圍的地熱資源調查，對淺層地熱能、水熱型地熱能和干熱巖型地熱能資源分別進行評價；這個時期，結合節能減排、建筑效能提升、應對氣候變化等綜合因素，淺層地熱能利用進入快速發展階段。近些年來，我國在地熱資源的勘探突破、開發利用、產業延伸、技術攻關、裝備升級、行業發展等方面取得了大量成績；比較突出的是在雄安新區建立“雄縣模式”，打造地熱供暖無煙城；青海、河北、山西等省干熱巖資源勘察及發電工程取得重要突破，為我國干熱巖開發探索了寶貴經驗。

“十三五”期間，我國在地熱能供暖(制冷)利用方面取得了較大的進步。據不完全統計，截至2020年底(“十三五”末期)，我國地熱能供暖(制冷)總建筑面積約為10.33億m2，其中，中深層地熱能供暖面積約3.33億m2，淺層地熱能供暖制冷面積約7億m2。

在中深層地熱能供暖方面，主要以河南、河北、陜西、山東、天津等北方省(直轄市)為主。河南省通過制定省級可再生能源發展規劃和成立地熱推進領導小組，積極推進省內地熱能有序開發，在“十三五”期間取得了較大的成果，“十三五”末全省地熱能供暖面積累計達到8 700萬m2；陜西省通過發布發展地熱能供熱的實施意見和重點城市清潔取暖方案，進一步規范和促進全省地熱能開發，“十三五”末全省地熱能供暖面積累計突破3 000萬m2；山東省、天津市的地熱能供暖面積在“十三五”末分別達到了4 800萬、3 000萬m2。

淺層地熱能供暖(制冷)由于開發早、適宜范圍廣、市場潛力大，“十二五”末已達到了約4億m2，在“十三五”期間，重點省份加強出臺節能減排和熱泵使用的支持政策，進一步在全國推廣利用淺層地熱能開發。“十二五”末期南方的江蘇、湖北、安徽等省夏熱冬冷地區市場開發力度大，“十三五”末供暖制冷面積累計分別達到6 300萬、5 200萬、3 800萬m2，北方的山東、北京也體現了良好的市場潛力，“十三五”末供暖制冷面積累計分別達到7 600萬、3 000萬m2。

2.2 發展特點

(1)規劃引領推動地熱健康發展。地熱能作為可再生能源供暖制冷的重要能源品種，逐步納入國家、省級可能再生能源發展規劃和城市相關產業發展規劃，為地熱能的有序發展奠定了更加扎實的基礎。河南省提出，因地制宜開發地熱資源，實行山區溫泉、平原中深層地熱井區別對待，以及城鎮地熱田、單井開采差異化管理，重點支持城鎮建設采灌平衡、規模開發的地熱集中供暖項目[5]，2021年，河南省地熱能供暖能力新增1400萬m2，截至目前，累計已達到1.17億m2。陜西省在2021年以“碳達峰、碳中和”戰略目標任務，大力推進地熱能開發，開展全省11個地方的地熱能資源賦存地質條件和基本特征調查，攻克淺層地熱能開采關鍵技術，研發地熱尾水回灌成套設備，編制淺層地熱能勘探開發利用規范等工作，2021年，全省建成利用地熱能供暖(制冷)項目576處，面積3 445萬m2，占全省城市集中供暖面積的9.8%。河北省2021年高度重視地熱能開發利用，開展地熱項目規范管理，嚴把項目審核和監管，通過統籌規劃、依法管控、因地制宜、分類施策、政府引導、市場推動、保護生態、高效節能，引導地熱市場健康可持續開發[6]，截至2021年底，全省地熱能供暖面積3 692萬m2，約占全省總供暖面積的3%[6]。北京市出臺鼓勵熱泵利用等綠色能源支持政策，積極探索可再生能源與城市重點區域開發、基礎設施建設以及產業園區融合發展的新路徑；青海作為我國地熱資源富集地方，2021年進一步攻關干熱巖發電技術，300 kW試驗性發電取得成功，共和縣首個地熱供暖改造示范項目投入使用。

(2)政策支持迎來地熱發展機遇。國家和地方從供暖、節能建筑改造等方面，為地熱開發提供好的政策支持。北方地區冬季清潔取暖項目行動，積極爭取將地熱供暖納入行動方案，充分利用好國家支持資金，因地制宜開展地熱供暖建設和改造，降低了地熱開發初始投資。南京市對新建淺層地能示范項目按照示范面積不超過50元/m2予以補助，在南方諸市中，南京市此次獎補力度空前；北京市對使用熱泵等可再生能源改造最高可獎補5 000萬元，再次引領全國地熱能等清潔能源推廣應用的“碳索”；吉林省對采用土壤源熱泵技術的可再生能源建筑應用項目、裝配式建筑項目、超低能耗建筑項目最高補貼40元/m2；江蘇張家港采用土壤源熱泵技術、污水源熱泵技術、地表水源熱泵技術等可再生能源建筑應用的項目，補助標準為8元/m2，單個項目補助總額不超過60萬元。

(3)大型企業引領地熱投資市場。面對地熱能開發巨大的市場潛力和發展空間，各大能源企業建立地熱新能源板塊，加大地熱產業投資。中國石化繼續引領中深層供暖規模，中國石油正在加快推動地熱產業發展和布局，在油區加大地熱供暖業務，跑出中國石油地熱產業高質量發展加速度；中國三峽、中核等電力企業將地熱市場聚焦在探索地熱能發電和淺層地熱能供暖市場。

(4)科研攻關、技術進步成為地熱發展有利保障。2021年，地熱能開發在資源勘探上不斷提升深度，地熱能開發瞄準前瞻性方向，重大科研課題增多，科研攻關和技術進步成為地熱發展有利保障。在地熱資源好，開發基礎好的地方，地熱勘探逐步邁向深地，勘探新區也實現了新突破。冀中坳陷高陽地熱田實施的JZ04井，孔底溫度達135 ℃，為京津冀地區4 000 m深溫度最高的碳酸鹽巖熱儲地熱井；山西開展4 000 m深層裂縫型儲層地熱開發科學鉆探勘探試驗，提出利用斷層及裂縫帶可規模開發致密地層裂縫型熱儲地熱能的成套技術，為干熱巖勘探開發提出了新思路。內蒙古自治區呼和浩特市土默特左旗塔布賽鄉打出優質地熱井，井深2 551.98 m，水頭高出地面56.2 m，單井自流量達6 312 m3/d，井口出水溫度75 ℃，是該地目前盆地型熱儲最大自流量、最大單產流量和最大地熱產能的地熱井；甘肅省張掖國家沙漠體育公園地熱資源普查項目取得重大突破，新的地熱勘探井顯示自流量突破6 000 m3/d，自流溫度達78 ℃，是迄今為止甘肅省境內自流量最大、自流溫度最高的地熱勘探井，也是西北地區地熱勘探活動中效果最好的項目。2021年以來，一大批重大國家級、省部級重點研發計劃立項，突顯了我國科研領域對地熱的重視。“淺層地熱能重點實驗室”和“深部地熱資源重點實驗室”成功申報自然資源部重點實驗室，對提高全國地熱能行業科技創新能力具有里程碑意義；“地熱地質學與深層地熱能”和“干熱巖地熱資源開采機理與方法”獲得國家自然科學基金委員會方向戰略研究和重大項目課題，探尋我國地熱能的重點技術高效利用和可持續發展方向；長三角地區地熱資源及其綜合利用研究、深層裂縫型儲層EGS地熱開發關鍵技術研究等項目列入中科院、省級重大專項計劃。

(5)地熱能標準進一步規范行業發展。2021年，國家能源局共批準《地熱井井身結構設計方法》等21項地熱能行業標準，截至目前，國家能源局共批準了40項。北京市《地源熱泵系統運行技術規范》、河北省《雄安新區地熱資源預可行性勘查技術規程(試行)》、山東省《區域淺層地熱能調查評價規范》等省(直轄市)也相繼出臺了地方的地熱資源勘察、動態監測系統、開采回灌監測技術、運行系統等技術規范和標準，各類標準的發布為地熱行業健康發展提供了強大支撐。《地下水管理條例》針對水熱型地熱開發利用專門作了規定和說明，進一步對規范地熱項目的開發管理。

3 發展建議

《關于促進地熱能開發利用的若干意見》提出，“十四五”期間，要開展“深化地熱資源勘查工作、積極推進淺層地熱能利用、穩妥推進中深層地熱能供暖、鼓勵地方建設地熱能高質量發展示范區、穩妥推進地熱能發電示范項目建設”等6項重點任務；要加強“統籌規劃淺層地熱能項目資源開發布局、規范地熱能開發利用項目備案或登記管理、簡化地熱能開發利用項目前期手續、加強對地熱能開發利用項目的監督檢查、加強對地熱能開發利用項目的信息化管理”等5項利用規范管理；要做好“地熱能開發利用規劃及相關銜接、營造有利于地熱能開發利用的政策環境、明確職責分工”等3項保障措施[1]。

2022年，地熱行業要通過進一步加強地熱資源評價及發展規劃，與各產業發展相融合，將地熱能的開發納入城市、生態、能源發展戰略，為地熱能產業提供更多發展的土壤。進一步加強信息系統建設與行業管理，做好地熱能供暖(制冷)項目信息的統計、備案、監測等工作，逐步摸清我國地熱能發展現狀，為捋順管理、規范開發提供良好的環境。

地熱能是穩定可靠的本土能源，我國廣袤的國土之下賦存著豐富的地熱資源，其開發利用不受地緣政治、季節、晝夜、氣候等因素影響，可作為基礎能源，在國家能源安全自給，能源結構調整大背景和新發展態勢下，多學科的融合給地熱資源勘探與開發利用注入了新的活力，伴隨著地熱勘探開發向深地發展，地熱學研究范疇進一步擴大因地制宜的開發地熱能，開展地熱+綜合能源建設，將在北方清潔取暖、南方供暖制冷、建筑節能改造、鄉村振興中占據重要的位置。