地熱資源開發(fā)利用

我國地熱能開發(fā)利用模式漸行漸清晰

  地熱儲量大、分布廣,具有清潔環(huán)保、用途廣泛、穩(wěn)定性好、可循環(huán)利用等特點,與太陽能、風能相比不受季節(jié)、氣候、晝夜變化等外界因素干擾的優(yōu)勢,使其成為我國開發(fā)新型基礎能源的一種現(xiàn)實并具有競爭力的選擇。
  近年來,為加強生態(tài)文明建設,治理大氣污染、降低煤炭化石能源消費占比,全國已普遍關注清潔能源開發(fā)利用。
  2016年,地熱能開發(fā)首次被寫入全國經(jīng)濟社會發(fā)展總規(guī)劃。根據(jù)《中國十三五地熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》征求意見稿,到2020年,我國地熱供暖/制冷面積將累計達16億平方米,加上發(fā)電種植、養(yǎng)殖、洗浴等,共可替代標準煤7210萬噸。
  在展現(xiàn)產(chǎn)業(yè)重大發(fā)展契機的同時,征求意見稿中重點提到了要做好地熱資源潛力勘查,形成地熱產(chǎn)業(yè)方向和較為完整的地熱能開發(fā)利用管理體系和政策體系,形成比較完備的地熱能開發(fā)利用設備研發(fā)、標準體系、監(jiān)測體系。
  在2014年的中國國際礦業(yè)大會上,曾有專家就提出,專業(yè)隊伍建設、政策配套、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和資源整合,是將地熱能打造成為國民經(jīng)濟新的增長點的關鍵。
  兩年過去,當前地熱能開發(fā)利用的進程怎么樣?記者近日對此進行了跟蹤采訪后發(fā)現(xiàn):一個管理、技術、綜合利用三者相互支撐促進的地熱能發(fā)展模式正在漸漸清晰。
  構(gòu)建全流程管理體系
  地熱能一般是在當?shù)丶床杉从?。如何管理,直接關乎能不能用好這個資源
  “地方上開發(fā)地熱,需要政府支持、企業(yè)合作。但現(xiàn)在很多地方?jīng)]有設立專門的地熱管理部門,導致地熱資源合理開發(fā)利用和礦權(quán)登記遇到困難?!痹趪?a href="http://www.zbqkq.com/t/地熱.html" >地熱能源開發(fā)利用研究及應用技術推廣中心經(jīng)濟所所長王延欣看來,在企地合作開發(fā)地熱中,需要政府主導,成立專門的管理部門,實現(xiàn)資源科學高效開發(fā)。
  近年來,一些成功試點也體現(xiàn)出地熱開發(fā)管理的重要性。2009年,河北省政府與中石化集團在河北雄縣啟動的合作試點,為地熱能集中利用提供了一種行之有效的模式。經(jīng)過6年的建設,雄縣利用地熱供暖面積385萬平方米,90%以上的供暖采用了地熱能,建成全國首個無煙城”。其中,“四個統(tǒng)一”發(fā)揮了至關重要的作用。該縣由政府統(tǒng)一制定地熱勘探、開發(fā)、運行維護、暖費貼費收取等方面的優(yōu)惠政策;成立地熱管理辦公室,對地熱能的綜合利用進行統(tǒng)一管理;編制地熱發(fā)展專項規(guī)劃,納入城市建設和經(jīng)濟發(fā)展總體規(guī)劃之中;授予中國石化集團地熱資源開發(fā)特許經(jīng)營權(quán),進行整體開發(fā)。
  “截至2015年底,全市登記地熱采礦權(quán)329個,供暖小區(qū)公建項目352個,供暖面積達到2503萬平方米,較‘十一五’末增加1259萬平方米,增長101%。地熱開發(fā)創(chuàng)造直接經(jīng)濟效益6.9億元/年,創(chuàng)造間接經(jīng)濟效益3.9億元/年,直接和間接帶動從業(yè)人數(shù)約5000人;地熱利用相當于年節(jié)約標準煤32.6萬噸,減少二氧化碳排放77.5萬噸?!边@是記者從天津市國土資源和房屋管理局地熱管理處拿到的一組數(shù)據(jù)。
  天津市在地熱大規(guī)模開發(fā)利用上取得的成績讓其成為很多地區(qū)效仿的模板。天津市國土房管局地熱管理處處長侯福志表示,地質(zhì)條件好、起步早、范圍廣是天津能把地熱做大的基礎,但要想做強,形成一整套貫穿探-采-用的全流程管理體系很關鍵。
  2014年,天津市正式發(fā)布實施了全國第一部中低溫地熱鉆探領域的地方行業(yè)標準——《中低溫地熱鉆探技術規(guī)程》(DB 12/T 541-2014)?!笆濉逼陂g,天津市又先后出臺了《地熱礦業(yè)權(quán)公開出讓程序》等9項管理制度,組織編制了《中低溫地熱鉆井技術規(guī)范》、《地熱單(對)井資源評價技術規(guī)程》、《天津淺層地熱能勘查評價技術規(guī)程》等3項地方標準,基本形成依托制度和地方標準的規(guī)范體系。
  2015年,天津市通過串聯(lián)改并聯(lián)、優(yōu)化評估論證程序等措施,提高了地熱礦業(yè)權(quán)出讓和審批效率,使探礦權(quán)出讓時限由原來的199日縮短為122日,提高效率39%。這一改革舉措贏得了管理相對人的肯定。
  此外,天津在證后監(jiān)管方面做到了全覆蓋。建立了專業(yè)的地熱監(jiān)測隊伍和督察員隊伍,依托信息化技術建立了地熱開發(fā)動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng),實現(xiàn)了開采量、回灌量、溫度等基礎數(shù)據(jù)的即時上傳和數(shù)據(jù)共享,為依法加強資源保護等工作提供了基礎。近5年累計征收地熱礦業(yè)權(quán)價款1.95億元,為地質(zhì)勘查和資源保護工作提供了資金保障。
  注重保護和高效利用
  2013年1月,國家能源局、財政部、國土資源部、住房和城鄉(xiāng)建設部等四部委聯(lián)合印發(fā)了《關于促進地熱能開發(fā)利用的指導意見》,提出到2020年全國地熱能開發(fā)利用的指導思想和戰(zhàn)略目標。該文件的出臺,標志著我國地熱產(chǎn)業(yè)步入了快速發(fā)展時期。目前,我國淺層地熱能利用年均增長率超過30%,31個省份均有開展淺層地熱能的開發(fā)利用活動。
  地熱總量大,是不是意味著可以無節(jié)制地開采?
  記者注意到,今年新出臺的《天津市地熱資源管理實施辦法》首次引入了安全利用的概念,并把地表水熱儲回灌政策要求制度化。采訪中,多位業(yè)內(nèi)專家也均提出,地熱開發(fā)前期要做好資源評價,開發(fā)利用中要重視資源保護,保證整個地熱資源的可持續(xù)開發(fā),不能過量開采。
  據(jù)了解,目前,我國對地熱資源的利用,主要是通過開采利用地熱載體——地熱水,但隨著開采量的增大和開采時間的延續(xù),熱水的循環(huán)補給量小于開采量,熱水位逐年下降的趨勢日益顯現(xiàn),直接影響到地熱資源的深度開發(fā)。地熱回灌問題已引起了不少地區(qū)的重視,尤其是早期開發(fā)利用盆地型熱田地區(qū),如北京、天津、華北等地,建立了“采灌結(jié)合、以灌定采、取熱不取水”的雄縣開發(fā)利用模式。
  近年來,在關注安全開發(fā)的同時,地熱資源的集約節(jié)約利用被放在了更加重要的位置。其中,地熱資源梯級利用、現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)、多能源集成等正不斷拓展地熱資源利用的外延,并取得了成效。
  天津市使用地熱資源的農(nóng)業(yè)種植水產(chǎn)養(yǎng)殖單位共11家,面積超過1000萬平方米。北京市最大的地熱供暖社區(qū)項目北苑家園,是集住宅、商業(yè)、辦公于一體的綜合性建筑群,供暖面積40.6萬平方米,不僅實現(xiàn)了地熱水梯級利用,同時還結(jié)合水源熱泵系統(tǒng),滿足了小區(qū)內(nèi)的冬季供暖和夏季供冷需求。
  已啟動的國內(nèi)首例地熱梯級利用國家示范工程——博野“發(fā)電+工業(yè)應用+供暖+現(xiàn)代農(nóng)業(yè)一體化項目,把高于90℃的用于地熱發(fā)電,70℃~90℃的用于供暖,剩余的尾水進行農(nóng)業(yè)灌溉。完成后可實現(xiàn)地熱發(fā)電裝機5兆瓦,供暖面積為200萬平方米。
  2013年在河北省辛集市啟動的復合能源利用系統(tǒng),通過地熱能、太陽能生物質(zhì)能可再生能源工業(yè)余熱和常規(guī)能源的復合能源利用,結(jié)合能源動態(tài)調(diào)節(jié)技術進行系統(tǒng)集成,提高能源開發(fā)利用效率。預計到2030年,辛集市將形成:皮革工業(yè)區(qū)利用深層地熱能污水源熱泵、工業(yè)余熱、太陽能共同供熱;新城鎮(zhèn)清潔化工園區(qū)利用深層地熱能、工業(yè)余熱太陽能共同供熱;中心城區(qū)南部區(qū)域以地熱為主、工業(yè)余熱為輔,中心城區(qū)其它地區(qū)以深層地熱供熱為主,以淺層地熱能為輔助;各鄉(xiāng)鎮(zhèn)利用深層地熱進行集中供熱。屆時,配合市政建設,供暖面積將達6000萬平方米。
  在石化行業(yè),初步建成了一批油田采油污水余熱工業(yè)、民用示范項目,將低品位回注污水余熱轉(zhuǎn)化成能夠滿足原油外輸和摻水加熱以及邊遠礦區(qū)供暖需要的熱源,替代了過去的燃油和天然氣加熱爐,節(jié)能減排效果顯著。
  積極參與國家重大工程
  地熱資源根據(jù)溫度不同大體分為發(fā)電直接利用兩種方式。高溫地熱資源主要用于發(fā)電;中溫和低溫地熱資源則以直接利用為主;對于25℃以下的淺層地熱能,可利用地源熱泵進行供暖和制冷。
  地熱集中供暖,替代的是燃煤供暖鍋爐和直燃的散煤。目前,我國供暖鍋爐和直燃散煤等約為6億噸~7億噸/年,大力發(fā)展地熱供暖對改善大氣環(huán)境具有十分重要的作用。據(jù)悉,截至2015年年底,我國已形成年利用地熱供暖/制冷面積4.94億平方米,實現(xiàn)年替代標準煤1450萬噸,減排二氧化碳3750萬噸,帶來了良好的經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益。
  黨的十八屆五中全會提出,要推動低碳循環(huán)發(fā)展,建設清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系,實施近零碳排放區(qū)示范工程。這為地熱資源大規(guī)模利用提供了廣闊的發(fā)展空間。
  王延欣告訴記者,現(xiàn)在中石化新星公司在雄縣進行的試點,不但對城區(qū)供暖,而且開始與城區(qū)周邊的新農(nóng)村建設結(jié)合起來,目前已經(jīng)和9個城鎮(zhèn)簽訂協(xié)議,除了保證雄縣城區(qū)的供暖之外,還要保證新農(nóng)村供熱。據(jù)悉,“十三五”期間計劃實現(xiàn)65萬平方米新農(nóng)村供暖,目前已經(jīng)實現(xiàn)48萬平方米供暖需求。
  眾所周知,我國地熱資源直接利用總量多年來位居世界第一。2014年年底,我國地熱直接利用發(fā)生了可喜的變化,地熱供暖比例首次超過溫泉洗浴,其中地源熱泵為58%,地熱供暖為19%,溫泉洗浴為18%。我國地熱開發(fā)的能源性、技術性更加突出。然而直到2015年年底,我國地熱發(fā)電總裝機容量僅為27.88兆瓦。
  “干熱巖要想達到商業(yè)化利用還有一段路要走,現(xiàn)在的問題是存在技術瓶頸,很多無法使用,可以使用的效率又不太高。溫暖藏區(qū)、光明藏區(qū),地熱在脫貧致富方面可以做很多工作?!痹?016中國國際礦業(yè)大會上,中國地質(zhì)調(diào)查局水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所所長王貴玲介紹,根據(jù)“十二五”期間中國地質(zhì)調(diào)查局對地熱資源進行的調(diào)查評價,若實施回灌,地熱供暖可以替代18.84億噸標準煤,地熱發(fā)電有1/3三峽電站的發(fā)電潛力,對改善我國能源結(jié)構(gòu)具有十分重要的意義。
  《中國十三五地熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》征求意見稿提出了開展京津冀協(xié)同發(fā)展地熱資源綜合利用、中原及黑龍江中深層地熱供暖、長江經(jīng)濟帶淺層地熱能利用西藏地熱發(fā)電、干熱巖發(fā)電示范基地建設等五個重大工程。不難看出,地熱即將成為新能源體系和資源扶貧中的重要一員。
  據(jù)了解,“十三五”期間,中國地質(zhì)調(diào)查局將重點開展西南地區(qū),特別是川西藏南地區(qū),松遼平原、華北平原等地區(qū)的地熱勘查工作,降低商業(yè)資金進入開發(fā)地熱資源勘探風險,推動地熱資源的規(guī)?;?。在西部地區(qū)進行干熱巖開發(fā)試驗,主控建造和循環(huán)試驗等一些技術研發(fā)工作,希望在“十三五”末能夠?qū)崿F(xiàn)干熱巖發(fā)電,“十四五”、“十五五”可以達到國際領先技術水平。
  王貴玲認為,目前,應該規(guī)范淺層低溫能利用市場,大力推進淺層地溫能建筑物、供暖制冷方面的利用,積極推動淺層地溫能的利用以及技術模式,總結(jié)不同類型地區(qū)的利用類型與模式。同時,他表示,應當科學利用,加強回灌,保持地熱資源、水熱型地熱資源的可持續(xù)利用。
  盆地地區(qū)的回灌技術是地熱資源開發(fā)的主要瓶頸問題。近年來,國家地熱能源開發(fā)利用研究及應用技術推廣中心——中國石化集團新星公司開展了回灌技術攻關,目前已實現(xiàn)灰?guī)r熱儲層100%回灌,砂巖地層回灌取得階段性成果,并力圖通過研究打破砂巖熱儲規(guī)?;_發(fā)的瓶頸,開辟地熱開發(fā)新“藍?!?。據(jù)悉,目前,山東商河、樂陵試驗井回灌率超過80%,已實現(xiàn)工業(yè)化推廣;陜西咸陽正在進行回灌試驗,文林2號井回灌系統(tǒng)已經(jīng)取得國家專利局頒發(fā)的“砂巖地熱尾水經(jīng)濟回灌系統(tǒng)”技術專利,自然回灌量連續(xù)兩個采暖季保持在100立方米/小時以上,最大瞬間回灌量達148立方米/小時,回灌率達到100% 。