2022年我國地熱能發展進展及建議

陳 龍，喬 勇，張益國，姜 海

(1.水電水利規劃設計總院有限公司，北京 100120；2.中國電建集團貴陽勘測設計研究院有限公司，貴州 貴陽 550081)

地熱資源是指能夠被經濟利用的地球內部的地熱能、地熱流體及其有用組成部分，是一種可再生的能源，具有穩定、清潔、環保、利用系數高等特點。目前可利用的地熱能主要包括通過熱泵技術開采利用的淺層地溫能、通過天然通道或鉆井直接開采利用的水熱型地熱能以及干熱巖體中的地熱能[1]。我國在地質構造上處于歐亞板塊的東南部，東部與太平洋板塊相連，西南與印度洋板塊相接，其特有的大地構造部位和現代板塊運動形成了我國獨特的地質構造，決定了我國地熱資源的形成和分布格局。我國地熱資源的分布具有3大特征：淺層地熱資源在全國廣泛分布、中深層地熱資源主要分布于沉積盆地和板內地殼隆起區、高溫地熱資源主要分布于喜馬拉雅地熱帶和臺灣地區[2]。

我國地熱資源以直接利用為主，利用總量連續多年位居全球之首[3]，利用結構與世界水平類似。在地熱直接利用構成中，地源熱泵利用方式占58%，地熱供暖占19%，溫泉洗浴占18%[4]。地熱間接利用主要為地熱發電，我國地熱發電發展滯后，與地熱產業發達國家有較大差距[5]。為深入貫徹落實《關于促進地熱能開發利用的若干意見》(國能發新能規〔2021〕43號)要求，地熱行業管理部門和產業鏈上下游企事業單位全面發力，在地熱勘探開發、科技創新、行業管理等方面取得實質性進展，地熱產業發展迎來了黃金發展機遇。

1 地熱勘探開發進展

1.1 地熱資源勘查全面布局

2022年，我國積極布局地熱資源勘查工作，超過11省(直轄市)將地熱資源勘查作為重點工作納入各類發展規劃，加大地熱資源的勘探投入，為摸清資源量提供支撐。地熱資源勘探多處開花，探明儲量持續增加，進一步提高了地熱資源的持續供給能力。河北雄安新區累計發現地熱流體總儲量377億m3，在采灌均衡條件下，地熱流體可采量為4億m3/a。地熱流體年可開采熱量10 104萬GJ，全區淺層地熱能賦存條件較好，地源熱泵換熱總功率夏季983萬kW，冬季552萬kW，總換熱能力折合標準煤400萬t/a[6]。山東煙臺市城市地質調查——淺層及中深層地熱資源調查評價結果顯示，城市規劃區淺層地溫能開發利用的年度總能量約為1.56億GJ，采用淺層地溫能供暖與制冷相當于每年節約標煤量311萬t，可以保證將近1.4億m2供熱需求。

全國多地地熱勘查工作在勘探空白區取得突破。湖北孝南朱湖成功探獲地熱資源，地熱井深1 120 m左右，出水量936 m3/d，井口出水溫度46.5 ℃，填補了孝感市中深層地熱資源的空白。湖南永州雙牌縣通過2 018 m地熱定向鉆井，成功探獲水量500 m3/d、水溫49 ℃的地熱資源，打破該地區地熱資源匱乏的認識。山西大同平城區地熱鉆探取得突破性成果，井口出水溫度55 ℃以上，出水量1 200 m3/d左右，預計單井供暖面積可達10萬m2。

1.2 地熱能開發規模化高質量發展

《關于促進地熱能開發利用的若干意見》提出了2025年地熱能供暖(制冷)面積比2020年增加50%，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[7]。2022年以來，多省對地熱規模化利用提出了新的要求，明確了地熱規模化開發利用目標。各省(自治區、直轄市)將地熱規模化利用納入地方“十四五”規劃，明確具體發展目標和重點任務，地熱規模化利用踏上新征程。河南省提出積極推動地熱供暖制冷，打造千萬平方米級地熱能供暖示范區。甘肅省張掖市提出打造張掖市地熱資源綜合利用示范區，推動地熱資源開發利用工作全方位提升和優化，探索可復制、可推廣的地熱資源綜合利用模式和經驗。云南省大理州發布地熱能產業三年行動計劃，將地熱能產業列為大理州發展重點新能源產業之一，探索大理州地熱能勘查開發和綜合利用模式，建設“云南大理國家級熱能高質量發展示范區”。

南方省份重點開發淺層地熱能。湖北省提出在武漢、襄陽、宜昌、十堰等地區，積極推廣淺層地熱能供暖和制冷應用，新增地熱能供冷供熱應用建筑面積1 900萬m2，至2025年達到5 000萬m2。四川省提出到2035年，地熱規模化效益凸顯，淺層地熱能利用面積達到2 000萬m2，水熱型地熱資源利用量達5 000萬m3以上。貴州省明確提出，加快發展地熱能產業，重點發展淺層地熱能供暖制冷，探索中深層地熱能多元梯級綜合利用，到2025年，地熱能供暖制冷面積達到2 500萬m2以上。

北方省份中深層地熱資源豐富，以供暖為主，重點開發中深層地熱能。天津市提出到2025年，地熱資源開發利用總量力爭達到8 000萬m3，供熱面積達到6 000萬m2。山西省人民政府辦公廳發布的關于全面推動地熱能產業高質量發展的指導意見，指出：到2025年，地熱能供暖(制冷)面積比2020年增加50%以上；初步建成陽高—天鎮高溫地熱能分級利用(發電、城鄉供暖、生態農業、醫療康養等)綜合示范基地，到2035年，地熱能供暖(制冷)面積比2025年翻一番以上。吉林省提出在工業開發區、旅游景區、新建住宅區、政府投資公共建筑等領域開展中深層地熱能利用，打造“全域地熱三峽”，2025年，地熱資源供熱面積達到700萬m2。

1.3 地熱投資建設方向多元化

深井換熱供暖、江水源熱泵供暖制冷、氣田伴生地熱水發電以及農村地熱供暖等示范利用項目多點開花[8]，示范利用場景包括：交通樞紐中心、商務區、學校、農村等，示范效應初步形成。

深井換熱供暖投資建設從陜西興起，逐漸在北京、河南等地示范利用。北京首個中深層井下換熱供暖項目成功落地城市副中心站交通樞紐，該項目采用中深層地熱井同軸換熱技術，預計能夠承擔不少于2.5萬m2建筑面積的供熱需求。湖北武漢建成了省內首個“江水空調”能源站，總供能面積210萬m2，能源站采用江水源熱泵以及蓄能技術，滿足商務區及學校建筑全年空調冷熱水以及生活熱水需求。四川遂寧利用天然氣井(磨溪X210井)采出的伴生地熱資源開展發電利用，油氣行業利用自身資源和技術優勢發展新能源邁出了更加堅定的步伐。江蘇首個農村地熱供暖示范項目位于沛縣，該項目圍繞地熱開發與鄉村振興和城鄉融合發展，開展地熱供暖利用，單井可實現冬季供暖面積3.87萬m2，為蘇北地區清潔能源利用和綠色經濟發展提供樣板，為服務全省“雙碳”目標實現、助力鄉村振興提供有力支撐。

2 技術進展

2.1 中深層地熱開發技術取得新突破

中深層地熱開發一直是地熱開發的重要突破方向，面臨著一系列技術難題，2022年以來，深部熱儲改造、深井換熱技術等領域取得新突破，為地熱高效開發提供技術支撐。

國家重點研發計劃課題《深部地熱資源動態評價方法與儲層改造增產關鍵技術》取得重要突破。課題開展深部低滲透性碳酸鹽巖熱儲水力噴射壓裂裂隙起裂-擴展機理及裂隙形態研究，實施碳酸鹽巖熱儲增產改造技術攻關。研究成果應用于雄安新區容城凸起高于莊組熱儲改造工程，對埋深4 000 m的地熱儲層實施噴射+酸化壓裂綜合增產改造，改造后單井產能增加54%。

中深層地熱地埋管管群供熱系統成套技術解決了深部井下高效換熱難題，該技術通過地下2～3 km的中深層地埋管換熱器套管內部流動介質的閉式循環抽取深部巖土內的賦存熱量，并進一步通過熱泵技術提升能量品位后經輸配系統向建筑供熱，是一種新型供熱技術。從熱源系統設計、關鍵技術裝置及智慧管控、末端嚴密性等方面開展研究，為中深層地熱地埋管管群供熱提供成套技術方案。該技術已在西安交通大學科技創新港科創基地成功應用，總供暖負荷75.69 MW，建設6座分布式能源站，可滿足創新港科教板塊159萬m2建筑供能需求，連續多個采暖季供暖效果良好。

2.2 地熱裝備制造國產化水平穩步提高

地熱行業的發展助推裝備技術創新，在地熱智能鉆機、地熱防腐蝕結垢、余熱回收等技術裝備取得突破。

全國產智能地熱鉆機首次整機出口日本，標志著中國鉆機自動化控制水平得到國際高端市場認可，這是我國全國產自動化機具第一次打破國外壟斷。我國地熱用管腐蝕試驗取得新進展。地熱水礦化度高，含有大量腐蝕、結垢離子，管材及地熱設備易被腐蝕結垢。很多地區，地熱管材的腐蝕結垢問題是影響地熱持續高效開發的關鍵因素。我國地熱用管腐蝕試驗選用多區域典型的工況，開展不同地熱用管選材腐蝕試驗研究，為進一步開發耐地熱水域環境腐蝕性能優良的管材提供了充分的數據支撐。中國船舶七二五所中船雙瑞(洛陽)特種裝備股份有限公司自主研發制造的地熱水余熱深度回收系統在天津熱力紫金地熱井深度利用項目順利運行，推動供暖熱效率提升達38%，相關技術填補國內行業空白。

2.3 標準規范體系逐漸完善

2022年，能源行業地熱能專業標準化技術委員會發布了3項地熱標準規范征求意見稿，包括：《砂巖地熱井防砂完井技術規程》《分體式地埋管地源熱泵系統工程技規程》《地熱儲層巖石對流換熱試驗測試方法》，進一步完善了我國地熱標準規范體系。部分地區也發布了地方標準規范，北京市發布了5項地熱規范，包括《再生水熱泵系統工程技術規范》《地埋管地源熱泵系統工程技術規范》《中深層地熱供熱技術規范(井下換熱)》《中深層地熱供熱工程技術規范 (水熱)》《地熱動態監測規范》，為地方地熱行業規范發展提供強有力支撐；山西省《淺層地源熱泵系統工程技術規范》《中深層地熱供熱工程技術規范》兩項地熱規范于2022年開始實施。

3 開發管理進展

3.1 規劃引領地熱產業高質量發展

多措并舉重視地熱開發利用，通過地熱規劃、發布促進地熱開發指導意見、出臺地熱開發利用指南等措施促進地熱產業規模化高質量發展。河北省、四川省、貴州省出臺十四五地熱專項規劃，確定發展目標，重點布局地熱勘查、開發利用和產業發展；河南、湖北、天津、安徽等11省將地熱規劃融入能源規劃、礦產資源規劃、建筑節能規劃等，將地熱作為發展非化石能源的重要任務，明確重點發展方向。

河北省、山西省、青海省能源主管部門聯合相關部門發布發促進地熱產業發展的指導意見，要求高度重視地熱開發，提出發展目標，明確重點任務、各職能部門的具體分工、產業支持政策，為地熱高質量發展提供指導。山西省自然資源廳發布《山西省地熱能分級分類利用指南(試行)》，內容主要包括省內地熱資源的分布、開發利用方向，不同利用方向的分區，讓地熱開發市場主體有章可循。上海規劃和自然資源局發布了上海市淺層地熱能開發利用詳細分區指引導則，導則包含11個行政分區208個詳細分區，根據淺層地熱能資源稟賦資料，將工作區域劃分為開發利用區、限制開發區和禁止開發區進行管理，引領地熱產業高質量發展。

3.2 政策促進地熱產業向好發展

地熱產業的政策支持是促進地熱規模化發展的重要因素，地熱礦業權審批程序復雜、礦業權價款高、地熱項目用水用電價格及資金獎補缺位等也一直是阻礙地熱規模化開發的因素[9]。為了解決發展障礙，充分激發市場主體活力，國家和地方出臺了相關產業支持政策，促進地熱產業向好發展。

自然資源部、生態環境部、國家林業和草原局三部門聯合發布《關于加強生態保護紅線管理的通知(試行)》(自然資發〔2022〕142號)，提出原在生態紅線范圍內的地熱礦權，在不超出已經核定的生產規模、不新增生產設施的前提下繼續開采，可辦理采礦權延續[10]。自然資源部和農業農村部發布的《關于加強和改進永久基本農田保護工作通知》(自然資規〔2019〕1號)中提出，地熱開采不造成永久基本農田損毀、塌陷破壞的，可申請新設礦業權[11]。財政部辦公廳、住房城鄉建設部辦公廳等部門聯合印發《關于組織申報2022年北方地區冬季清潔取暖項目的通知》(財辦資環〔2022〕4號)，通知指出：中央資金主要支持有關城市開展地熱能等多種方式清潔取暖改造項目，對納入支持范圍的城市給予清潔取暖改造定額獎補，連續支持3年，每年獎補標準為省會城市7億元、一般地級市3億元[12]。

各省積極推動地熱礦業權出讓，貴州等省將地熱礦業權出讓權限下放到地級市自然資源管理部門，試點推行地熱“凈礦”出讓，直接出讓采礦權。河北省提出“取熱不取水”地熱項目無須辦理采礦權手續，山西省大幅降低地熱礦業權出讓價款，地熱水采礦權價款從2.7元/m3降至0.2元/m3。山西省人民政府辦公廳發布《關于全面推動地熱能產業高質量發展的指導意見》(晉政辦發〔2022〕68號)[13]，意見指出：加大省級財政投入，對地熱勘查開采用地、用林，給予優先保障，在空間規劃、用地指標上優先安排；將地熱能供暖制冷納入城鎮基礎設施建設，在市政工程建設用地、用水、用電價格等方面給予支持。

3.3 地熱開發利用管理趨于規范

各級人民政府有關部門直面行業痛點，出臺指導意見、管理辦法、標準規范，逐步理順地熱開發利用管理，地熱開發利用管理趨于規范。

河北省、山西省、青海省相關部門出臺促進全省地熱能開發的指導意見，進一步規范的地熱項目的審批備案、取水許可以及礦業權辦理等相關管理流程，明確地熱開發各階段管理的責任單位及任務，闡明存量地熱項目和新增地熱項目分級管理要求。河北、重慶、河南、遼寧營口、山東濱州等地出臺有關地熱資源管理辦法、地熱資源勘查開發監測技術標準規范等，進一步規范市場開發主體的地熱開發行為，為地熱產業健康可持續發展保駕護航。

3.4 全國地熱能信息化管理從無到有

地熱開發利用項目信息化是行業管理的重要抓手。2022年8月，國家能源局綜合司發布了《關于加快推進地熱能開發利用項目信息化管理工作的通知》(國能綜通新能〔2022〕83號)[14]。為貫徹落實通知精神，國家可再生能源信息管理中心搭建了首個國家級的地熱信息化管理平臺，同時積極對接各省級能源主管部門，在31個省(自治區、直轄市)開展了地熱項目信息統計工作，其中河北、河南、貴州、天津、山西、江蘇、安徽等多個省份地熱能項目信息化管理工作成效突出，全國地熱能項目信息化管理邁出堅實一步。地熱能項目信息化管理為行業主管部門了解地熱能開發現狀和趨勢提供數據支撐，為中國地熱行業高質量發展奠定堅實基礎[15]。

4 發展建議

4.1 加強地熱資源勘查評價

組織開展重點區地熱資源的勘查與評價，查明水熱型地熱資源的分布、熱儲特征、資源量等；開展重點區淺層地溫能勘查評價，針對水源(地下水、污水)熱泵及地埋管地源熱泵分別開展適應性分區評價；并對地熱資源開采技術經濟條件做出評價。將勘探評價數據統一納入數據管理平臺，各省公開發布地熱資源分步及開發利用分區圖，為合理高效開發利用提供科學依據，使市場主體能夠按圖索驥，瞄準開發區域，精準開發，高效開發。

4.2 積極推動地熱高質量示范區建設

在地熱資源較好地區，積極推動地熱高質量示范區建設。示范區將地熱供暖納入城鎮基礎設施建設，提升地熱能在建筑供熱中的應用比例，積極推進綠色清潔用能對常規能源的替代，加強地熱開發利用的環境影響監測評價，規范和加強監督管理；示范區地熱開發與旅游業、農業、工業相結合，地熱能梯級開發利用與數字化、智能化發展相結合，推進地熱綜合利用、智能化發展；示范區地熱項開發管理職責明確，項目審批備案流程科學合理，管理模式創新高效，能充分激發市場主體開發活力。以點帶面快速帶動地熱能開發利用的規模化發展，推動地熱能成為清潔取暖的重要力量。

4.3 全面落實地熱項目信息化管理

各省將地熱項目信息納入統一的管理平臺，對項目開展監測及預警，供暖期內，按月更行。地熱能信息系統的建設能起到地熱能項目管理的“統一(統一歸口和統一責權)、實時(實時更新和實時分析)、合理(合理開發和科學規劃)”作用，為充分掌握我國地熱能開發真實現狀，為制定地熱能行業管理方法、準確的發展方向、合理的規劃目標提供更充分的數據支撐。各地應順勢而上，盡早借助國家規范可再生能源發展的東風，特別是地熱能發展的大好態勢，組織做好地熱能信息化管理工作，為地熱能行業規模化、可持續發展奠定基礎。