“在我小時候，每年只有3到4個月的時間可以踢球，冬天踢不了，因為到處都是冰雪。”冰島外長索爾達松近日在接受媒體采訪時回憶，“現(xiàn)在我們有了(用地熱)來供暖的室內(nèi)球場，孩子們?nèi)甓伎梢蕴咔颉?rdquo;

地熱能是蘊藏在地球內(nèi)部的熱能，是一種清潔低碳、分布廣泛的可再生能源，與風能、太陽能等能源一樣，地熱能被明確列入我國《可再生能源法》中。地熱能通?？煞譃闇\層地熱能、水熱型地熱能、干巖型地熱能。水熱型地熱能是指地下儲有大量熱能的蓄水層，是現(xiàn)在開發(fā)利用的主要地熱資源。

我國在1950年代開始規(guī)模化利用溫泉，相繼建立160 多家溫泉療養(yǎng)院。1970年代初，中國地熱資源開發(fā)利用開始進入溫泉洗浴、供暖、發(fā)電等。不過至今，我國的地熱能利用仍處在起步階段。

2017年農(nóng)歷新年剛過，國家發(fā)展改革委、國土資源部及國家能源局共同發(fā)布的《地熱能開發(fā)利用“十三五”規(guī)劃》(以下簡稱《規(guī)劃》)，被業(yè)內(nèi)認為是我國地熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展的里程碑。

今年8月底發(fā)布的《中國地熱能發(fā)展報告(2018)》白皮書(以下簡稱《報告》)提到， 2000 年利用淺層地熱能供暖(制冷)建筑面積僅為10 萬平方米，2010 年以來以年均28% 的速度遞增，截至2017 年底，年利用淺層地熱能折合1900 萬噸標準煤，實現(xiàn)供暖(制冷)建筑面積超過5億平方米，主要分布在北京、天津、河北、遼寧、山東、湖北、江蘇、上海等省市的城區(qū)，其中京津冀開發(fā)利用規(guī)模最大。

據(jù)eo了解，中石化、中石油、中廣核、中核等在地熱方面有所探索和布局。近年來，不少民營企業(yè)也開始進入地熱產(chǎn)業(yè)。例如2008年成立的河南萬江集團，在河南三門峽陜州區(qū)創(chuàng)建河南省首個地熱集中供暖項目示范區(qū)，并將陜州的模式復制到周口地區(qū)，計劃打造20個示范區(qū)，推動北方地區(qū)清潔取暖。

中國科學院廣州能源研究所地熱能研究室主任馬偉斌感嘆，這幾年地熱能在取暖方面的利用還是發(fā)展得很快，但是仍然要注意“因地制宜”。

資源是前提

“埋藏淺、水溫高、儲量大、水質(zhì)好”，這是1988年出版的《華北地熱》一書中記載的雄縣牛駝鎮(zhèn)地熱田的熱儲優(yōu)勢。

雄縣1990年代就已經(jīng)開始利用地熱能，當?shù)貙W校、醫(yī)院甚至個人紛紛打井取暖。

中國雄安官網(wǎng)顯示，雄縣境內(nèi)地熱資源豐富，地熱面積320萬平方公里，地熱水儲量達821.78億立方米，且埋藏較淺，在500至1200米之間，便于開發(fā)利用。安新縣境內(nèi)地熱資源儲藏面積達350多平方公里，儲量150多億噸。

資源的優(yōu)勢讓地熱供暖在雄縣普遍推廣。綠源地熱能開發(fā)有限公司(簡稱“綠源公司”)有關(guān)人士介紹，目前雄縣已經(jīng)建成地熱供暖能力530萬平方米，縣城城區(qū)基本實現(xiàn)全覆蓋。中石化綠源地熱能開發(fā)有限公司是中國石化新星公司與冰島極地綠色能源集團在2006年共同投資組建。

根據(jù)有關(guān)媒體報道，截至目前，雄安新區(qū)簽約供暖面積已達738萬平米，建成供熱能力602萬平米，建設地熱站51座，地熱井123口，鋪設供熱管網(wǎng)450公里。

中國石化集團新星石油公司副總地質(zhì)師兼雄安項目管理部總經(jīng)理劉金俠透露，中石化新星參與到了雄安新區(qū)能源規(guī)劃方案的討論當中，方案已經(jīng)基本成型，“原來說8月份(出臺)，現(xiàn)在9月份，看起來弄好至少要10月份，地熱應該是會作為一部分重要的內(nèi)容出現(xiàn)，是供熱的重要部分。”

不過，地熱也不是包打天下，只是在有些地區(qū)能夠做貢獻。萬江集團有關(guān)人士認為，地熱資源開發(fā)的前提是有資源可用。

我國地熱資源分布廣泛，資源種類繁多，資源量相對豐富，但受構(gòu)造、巖漿活動、地層巖性、水文地質(zhì)條件等因素控制，總體分布不均勻。

根據(jù)中國地質(zhì)調(diào)查局完成的全國地熱資源調(diào)查，華北、松遼、蘇北、江漢、鄂爾多斯、四川等盆地及東南沿海、膠東半島、遼東半島等山地中低溫(25℃～150℃)地熱資源可觀，西藏、云南、四川、臺灣等地的中高溫地熱資源儲量大。

“地然資源雖然不是包打天下，但是我國地熱資源豐富。”前述萬江集團有關(guān)人士表示，“我國大部分地區(qū)，都可以根據(jù)資源存儲情況進行地熱資源開發(fā)利用，促進地區(qū)能源資源轉(zhuǎn)型，助力大氣污染防治。”

采灌要結(jié)合

地熱水開采一直以來被詬病的一個問題是，無序開采對地下水有影響。

雄縣也曾遭遇過因開采地熱水導致地下水位下降。雄縣城內(nèi)有個“溫泉湖”。據(jù)《中國新聞周刊》在2017年10月的報道，雄縣縣委宣傳部副部長王金鎖說，這個湖本是個很小的自然湖，2000年前后，大量開采出的地熱水無處排放，都排到湖里。湖面越來越大，誰也不知道水有多深。地熱水排出后依然有三四十度，湖水冬季不結(jié)冰，蒸發(fā)后在地面五六米高的空中形成霧氣帶，整個縣城如在仙境。有的小區(qū)隨意挖個排水坑，坑里水滿了，外溢到公路上，地面結(jié)冰后形成交通安全隱患。

雄縣地下水位也在迅速下降。自2000年后，每年地下水位下降十米左右，2008年11月，當時的雄縣副縣長王育新剛一上任，就遇到了“***煩”——許多熱水井不再自噴，很多小區(qū)冬季沒有取暖的地熱水了。

2006年，雄縣地熱無序發(fā)展的狀態(tài)有所好轉(zhuǎn)。雄縣政府國土資源局從國家開發(fā)銀行貸款1000余萬元，成立了專門開發(fā)地熱資源的公司，并規(guī)定縣城規(guī)劃區(qū)域內(nèi)，不再允許新增私人地熱井。不過該公司很快無法跟上房地產(chǎn)開發(fā)的速度。

其局部零散地熱供暖由于沒有統(tǒng)計規(guī)劃、布井不合理、重效益輕保護、沒有進行回灌造成資源的極大浪費，使得當?shù)氐責崴怀尸F(xiàn)急劇下降趨勢，到2009年7月，地熱水位已經(jīng)下降了近70米。

2009年8月，雄縣政府和中國石化新星公司在地熱開發(fā)利用上達成一致，認為地熱利用要高效，需要規(guī)?；_發(fā)，采灌結(jié)合，實現(xiàn)地熱資源可持續(xù)利用。雙方簽訂了開發(fā)雄縣地熱資源開發(fā)的協(xié)議，避免了地熱市場的無序競爭和資源的浪費。

在地熱水供熱系統(tǒng)上，可以分為地熱水直接式供熱和地熱水間接式供熱系統(tǒng)。前者是將地下水抽出的地熱水直接輸送到供熱系統(tǒng)，熱損失小、造價低，但是需要考慮地熱水對管道的腐蝕、預防結(jié)垢等問題;后者的地熱水不直接通過熱用戶，而是經(jīng)過熱交換器，將熱量傳遞給供熱管網(wǎng)循環(huán)水，被認為是“取熱不取水”的一種方式，但由于換熱量比前者低，且需要設置換熱器，造價較高。

雄縣地熱水溫度較高，在65℃-85℃之間，不少地方用上了“取熱不取水”方式，做到地熱尾水100%同層回灌。

在減少對地下水影響方面，如今已有井下?lián)Q熱技術(shù)。此技術(shù)不用將地熱水抽上來，在一口深井中安裝同軸套管，在外套管中注入冷水，冷水下降過程中被周邊的巖石(土)加熱升溫流到底部形成熱水，熱水則通過內(nèi)管回到地面，從而以“取熱不取水”形式開發(fā)地熱能。

經(jīng)過20多年的發(fā)展，井下?lián)Q熱技術(shù)已經(jīng)被多個西方發(fā)達國家應用于建筑供暖之中。據(jù)了解，目前中石化新星在雄安也有做井下?lián)Q熱的試驗項目。不過，受訪的業(yè)內(nèi)人士均表示，井下?lián)Q熱技術(shù)換熱量低，經(jīng)濟性也低，現(xiàn)在還沒有被我國大規(guī)模推廣應用。

馬偉斌提醒，“取熱不取水”的方式是鼓勵的，但是成本會高很多，對于企業(yè)來說，在選擇技術(shù)和方案的時候會考慮到經(jīng)濟性。他提醒：“地熱資源哪里都有，主要是資源量大小的問題，要注意開采的量和儲存的量，不要超開采，不然幾年就可能沒有了，要符合自然規(guī)律，按地熱要求去開采。”

入駐雄縣以來，綠源公司采包括熱交換、梯級利用、智能監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集技術(shù)等，提高地熱能的利用效率，避免資源浪費。

綠源公司的官網(wǎng)顯示，經(jīng)監(jiān)測，雄縣在綠源公司進駐后，經(jīng)過兩個采暖季的地熱尾水回灌，雄縣城區(qū)范圍內(nèi)的地熱水水位下降趨勢已開始明顯趨緩，由原來的每年下降6-7米減緩到目前2-3米，回灌效果進一步顯現(xiàn)。

雄縣的地熱開發(fā)利用模式被認為是國內(nèi)的標志性工程，值得推廣。劉金俠補充，“雄縣模式”應該因地制宜的搬，復制的是模式，即統(tǒng)一規(guī)劃、先進科學的技術(shù)、采灌均衡、城市規(guī)劃和地熱規(guī)劃銜接等。

“不是說在雄縣打1700米的井，在別的地方也打同樣的深度。”

微利

目前地熱取暖在初期的勘察、鉆井等投資大，加上勘察有風險，讓一些企業(yè)望而卻步。

在2018年8月26日-8月29日召開的第十屆中國國際地源熱泵高層論壇會上，曹耀峰院士分享了中國工程院設立重點咨詢項目“中國地熱產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和布局戰(zhàn)略研究”形成的最終成果。他介紹，通過對一系列燃煤替代項目開展實地調(diào)研與入戶座談，發(fā)現(xiàn)地熱項目與其他清潔供暖方式項目相比，運行成本較低，給農(nóng)戶造成對經(jīng)濟負擔小，但對企業(yè)而言，初始投資高，投資回收期長。

供暖季只有4個月，非供暖季停產(chǎn)檢修，是地熱供暖微利的其中一個原因。在劉金俠看來，在不供暖的8個月里，有利于地下水位、溫度場、地下水水質(zhì)等恢復。“如果一年四季都采的話，我估計這個地區(qū)(以后的)可采程度要弱一些。”

而在農(nóng)村地區(qū)利用地熱能供暖，也面臨不少挑戰(zhàn)。中國石化集團新星石油有限責任公司副總地質(zhì)師國殿斌在“2018 年能源大轉(zhuǎn)型高層論壇”介紹，新星公司正在以雄縣為試點，積極探索地熱替代散煤治理大氣污染工作。2017年，按照雄縣地熱代煤農(nóng)村散煤替代專營權(quán)，在11個自然村實施地熱代煤，完成地熱供暖面積65萬平米。

劉金俠坦言，農(nóng)村地區(qū)建筑效果保溫效果差導致同樣單位面積所需的熱量上升，且農(nóng)戶分散需要鋪設較多的供熱管網(wǎng)，使得農(nóng)村地區(qū)投資回報率低。

由于地熱能儲存在地下，看不見也摸不著，勘查顯得尤為重要。“我國地熱資源的勘察程度還是不夠高。這個給企業(yè)進去有一定的勘察風險。”劉金俠說，“在西藏、川西等地區(qū)打了一口空井，一千萬就出去了。”

業(yè)內(nèi)呼吁，在地熱產(chǎn)業(yè)起步階段應該要有優(yōu)惠政策的扶持。“如果國家鼓勵這個行業(yè)，(優(yōu)惠政策)可以助于降低前端設備、材料等成本，等普及了，到最后就不要補貼了，現(xiàn)在前期投入比較高，利潤比較薄。”馬偉斌說。

地熱能發(fā)電：長路漫漫

相較于風電、太陽能發(fā)電所面臨的“不穩(wěn)定性”難題，地熱能發(fā)電具有穩(wěn)定性，因此也受到青睞。

我國地熱能發(fā)電始于20世紀70年代，1970年12月第1臺中低溫地熱能發(fā)電機組在廣東省豐順縣鄧屋發(fā)電成功;1977年9月第1 臺1 兆瓦高溫地熱能發(fā)電機組在西藏羊八井發(fā)電成功。1991年西藏羊八井地熱能電站裝機容量達25.18兆瓦，是我國目前惟一持續(xù)發(fā)電的地熱電站。

這兩年，中石化、中核等國企都在進行地熱資源的勘察和評價工作。2018年9月6日，中國核電的地熱發(fā)電項目——西藏尼木續(xù)邁16MW項目成功開鉆，項目建成后將為當?shù)靥峁┠昃^8000運營小時的清潔電力，對推動當?shù)亟?jīng)濟社會發(fā)展、溫泉旅游業(yè)建設及新能源開發(fā)利用等具有重要意義。

民營企業(yè)也開始進入地熱發(fā)電領域。杭州錦江集團公司在西藏羊易投資的32MW地熱電站正在緊鑼密鼓的建設，四川康盛能源股份有限公司在四川康定縣小熱水地熱田鉆成的高溫地熱井安裝了200千瓦發(fā)電機組，鄭州地美特新能源科技有限公司在云南瑞麗規(guī)劃建設的地熱電站也在探索中推進。

不過，《報告》提到，截至2017 年底，中國地熱能發(fā)電裝機容量為27.28 兆瓦，排名世界第18位(截至目前，全球共有24個國家進行地熱發(fā)電)，距離《規(guī)劃》提到的目標“新增地熱發(fā)電裝機容量500MW，其中西藏地區(qū)350MW”還有一段距離。劉金俠推測，完成《規(guī)劃》中地熱發(fā)電指標還是有難度。

根據(jù)《中國大陸地區(qū)大地熱流數(shù)據(jù)匯編(第四版)》，藏南、滇西、川西以及東部高熱流異常區(qū)，是我國地熱資源勘探開發(fā)有利區(qū)。而藏南、滇西、川西等位于喜馬拉雅地熱帶，海拔一般較高，給項目開發(fā)帶來一定的難度。此外，在這些地區(qū)進行發(fā)電，需要配套建設電網(wǎng)。

中國能源研究會地熱專業(yè)委員會專家委員會主任鄭克棪在此前接受媒體采訪時指出，從地熱發(fā)電來看，國家要求加強高溫地熱資源勘探任務，積極為“十三五”和今后地熱發(fā)電做準備，但這需進行地質(zhì)調(diào)查、地球化學及物理勘查，然后在選定的位置鉆勘探孔，鉆井完鉆后再做產(chǎn)能測試等技術(shù)，實施過程難免耗時?？萍疾?ldquo;十二五”《中低溫地熱發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)研究與示范》項目的成果可供利用，但還達不到產(chǎn)業(yè)規(guī)模。

馬偉斌說，地熱發(fā)電需要的投入很大，要遵循相應的規(guī)律，一步一步來。