隨著全球氣候變化的嚴峻挑戰和能源需求的不斷增長,發展綠色低碳、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,具有較好的穩定性,開發利用前景廣闊。因此,推動地熱能高質量開發利用具有重要意義。

目前地熱產業的發展仍面臨諸多挑戰,已有部分專家學者針對性地提出了相關建議。李雅瓊提出了要加強地熱能發電、干熱巖高效開發等關鍵技術研究,崔靜云提出了要加強行業管理、重視技術創新, 杜境然等提出要在地熱發電領域深入研究,打破技術瓶頸。盡管上述建議為地熱行業的發展指明了方向,但整體上看,對于地熱高質量發展所面臨的問題, 尚缺乏一個全面、系統的梳理及相應的應對策略。

1 我國地熱發展現狀

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、主要通過地源熱泵技術開采利用的地熱能,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,可用于發電、供暖、 制冷、洗浴、烘干、養殖等;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“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,我國大部分地區都適宜開發淺層地熱資源。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,主要在藏、滇、粵、閩等省區。

1.2 地熱開發利用現狀

近年來,我國對地熱能發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域快速發展。2021 年9月國家發改委、國家能源局等9部門聯合印發了 《關于促進地熱能開發利用的若干意見》,明確了地熱規模化發展目標,鼓勵各級政府和相關部門出臺有利于地熱能開發利用的財政、金融政策等,鼓勵和支持企業加強技術創新。隨著“雙碳”目標的不斷推進,各地區也紛紛出臺了相關補貼政策,如北京、河南、浙江、山西等省市,補貼措施包括節能投資項目實行無償補助, 按投資規模或成本給予補貼、按節能效果給予獎勵等。

得益于國家層面政策的持續加碼與不斷深化,以及地方政府的積極響應與推動,地熱能已經逐步發展成為推動能源結構轉型、實現綠色低碳發展目標的重要力量,特別在供暖領域,其清潔替代作用尤為顯著。 地熱能產業在國家的高度重視和大力支持下,正步入快速發展的快車道。

1)地熱發電。20世紀70年代初,我國先后建成7 處中低溫地熱流體發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年滿負荷并網發電,成為截至目前我國單機功率最大的地熱發電機組。截至目前,我國累計建成地熱發電裝機容量約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、農業等領域均有廣泛應用,形成了多元化的發展格局。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構轉型、綠色低碳發展中的作用日益凸顯。

1.3 地熱能在供暖中的定位

目前,我國北方城鎮建筑供暖以大中型集中供暖系統為主要方式,而北方農村住宅絕大多數由農戶自建,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,我國北方城鎮供暖建筑面積達167億m2,農村供熱面積7 1億m 2。從熱源分類來看,在北方城鎮建筑供熱熱源中,燃煤占比約70%、燃氣占比24%,以地熱、生物質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擴大。同時,南方地區因缺乏大規模的市政集中供暖系統,其冬季室內的溫暖舒適度普遍不及北方集中供暖區域,南方地區供暖需求的潛力正快速增長。在“雙碳目標”的要求下,亟需探索并推廣創新供熱技術與模式,優化熱源配置結構,構建安全可靠、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型,國家大力推動農村“煤改氣”,并出臺相應補貼政策。近年來,天然氣供應持續緊張,價格暴漲,多地城燃企業虧損嚴重。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,主要利用區域分布在東部平原地區。在中東部地熱資源優勢區,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、黃河中下游城市群已形成規模利用的良好局面。

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

2 地熱高質量開發利用存在的問題

盡管我國地熱產業發展取得了一定成就,但在實際推進過程中,仍面臨諸多挑戰與問題,制約了地熱資源的高質量開發利用。

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量開發利用的基礎,但目前全國范圍內大部分地區尚未開展系統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值,缺乏科學、嚴謹且統一的數據支撐,主要表現在以下幾個方面。

1)地質條件復雜,資源富集機理不清。中國及臨區是全球顯生宙地質結構和發展歷史最復雜的地區。而地熱資源分布受深部動力學背景和構造活動控制明顯,復雜的大地構造背景和演化歷程導致我國地熱系統類型多、成因復雜,資源條件差異大、非均質性強。不同類型地熱系統構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難度。

2)勘查開發水平不足。與發達國家相比,我國地熱勘探開發技術水平還有很大差距。部分地區的勘查設備和技術水平較低,無法滿足現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。地熱能的勘探開發需要高昂的投資成本,但國家對地熱資源的勘探領域的投資比例較低,中央財政僅對京津冀少數地區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、基礎數據匱乏,制約了地熱產業快速發展的步伐。

2.2 統籌規劃有待加強

從國家層面,發布《地熱能開發利用“十三五”規劃》之后并未發布新的政策。從地方層面看,只有貴州、咸陽等少數地區編制并實施了地方地熱資源開發利用規劃。絕大部分地方的地熱能開發利用未能實現全面、系統、有序的發展,主要表現在以下幾個方面。

1)地熱在《礦產資源法》《水法》和《可再生能源法》的管理之下,有礦產資源、地下水、能源三種屬性, 管理權限分屬不同部門,形成了多頭管理和重復管理的局面,造成了企業辦理地熱項目手續復雜、流程不暢,影響企業投資開發利用地熱能的積極性,制約了地熱能開發利用的產業化、規模化發展。

2)各地缺少對地熱的針對性規劃,各地塊用能需求未和地熱資源利用相結合,導致在地熱開發過程中, 存在與城市規劃、市政建設、環境保護等部門之間缺乏統籌協調的問題,導致項目落地困難。

3)標準化體系構建尚需完善。目前地熱能開發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,在開發利用方案的審定和項目質量的把控上缺乏權威性的評估體系作為決策依據。

2.3 市場活力有待提高

從地熱供暖領域來看,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。項目的經濟性也受當地經濟發展、居民消費能力及偏好、小區周邊環境等條件的影響而千差萬別。 目前國內地熱能開發利用企業積極性不高,主要表現在以下幾個方面。

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供暖模式,由政府定價,未考慮地熱能產業的特點及企業的運營成本,對未來企業可持續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《資源稅法》的規定,地熱資源的開發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,給地熱開發企業造成了沉重的經濟負擔,影響了企業的盈利能力和再投資意愿,進而降低了行業整體的發展積極性。

3)地熱能供熱的環境價值沒有得到體現,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”實現了綠色電力的環境價值實現,但對于地熱能供熱等“綠熱”,還沒有體現其環境價值的渠道。

3 地熱高質量開發利用的策略及建議

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。深化地質科學研究,特別是針對地熱資源形成機制、分布規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,融合多領域知識,構建地熱資源勘探與開發的綜合理論體系。

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

3)國家加大對地熱勘查領域的資金投入,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,明確發展方向

1)完善相關法律法規,重新界定地熱資源的法律屬性,清晰劃分各級行政機構的管理權限與責任范疇, 旨在消除地熱管理中存在的多頭管理現象,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利用的合法權益。

2)制定國家層面的地熱能發展戰略,優化各地規劃對可再生能源利用的要求,在規劃層面明確地熱項目布局,推動地熱開發利用與規劃銜接,在編制規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利用相關標準規范,明確地熱資源勘查評估、系統設計、施工安裝、工程驗收、智能監控等各個環節的技術要求,推動地熱項目標準化、 規范化發展。

3.3 優化政策環境,激發市場活力

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,根據地熱資源稟賦、各種技術的應用水平和條件,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濟可行性,加大地熱產業社會資本吸引力。

2)制定和完善促進地熱產業發展的政策措施和市場機制,如建設補貼、稅費減免等,加強行業監管和標準化建設,規范市場秩序。

3)積極探索實現地熱能供暖的環境價值。根據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,建立健全生態補償機制和市場激勵機制,調動企業和市場應用地熱能的積極性。

3.4 加強科技創新,推動應用示范

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

2)推動產學研用深度融合,強化國際間的合作與對話,積極吸納海外前沿技術與管理智慧,促進技術創新與產業升級。

3)建設一批地熱科技創新與應用示范項目,推動地熱技術在供暖、制冷、發電、農業及工業等領域的廣泛應用。通過示范項目的引領和帶動作用,推動地熱產業高質量發展。

4 結 語

綜上所述,地熱資源作為清潔、可再生的能源形式,在推動我國能源結構轉型中扮演著至關重要的角色。本文圍繞地熱高質量發展中面臨的資源量不清、 缺乏統籌規劃及開發主體缺乏積極性等方面問題進行系統梳理,并針對性提出要加快資源勘查、加強頂層設計、優化政策環境、加強科技創新等建議。

來源：諶洋《我國地熱能高質量開發利用面臨的問題及對策建議》