2021年中国地热能发展现状与展望

乔 勇，易跃春，赵太平，胡小峰，韦惠肖，张佳丽

(水电水利规划设计总院，北京 100120)

地热能是一种储量丰富、分布较广、稳定可靠的可再生能源。大力开发利用地热能，对深入贯彻习近平生态文明思想，落实“碳达峰、碳中和”目标具有重要意义。2021年是“十四五”期间地热发展极为关键的一年，为推动地热能开发利用的持续高质量发展，使其在能源生产和消费革命中发挥更加重要的作用，国家发展改革委、国家能源局等八部委发布《关于促进地热能开发利用的若干意见》[1]。文件中提到，到2025年，各地基本建立起完善规范的地热能开发利用管理流程，全国地热能开发利用信息统计和监测体系基本完善，地热能供暖(制冷)面积比2020年增加50%，在资源条件好的地区建设一批地热能发电示范项目，全国地热能发电装机容量比2020年翻一番；到2035年，地热能供暖(制冷)面积及地热能发电装机容量力争比2025年翻一番[1]。作为指导地热能行业发展的重要意见，该文件为推动“十四五”期间地热能有序、健康发展起到了决定性作用。

1 地热资源概况

我国地热资源丰富，浅层地热资源分布广泛，浅层地热资源主要分布在北京、天津、河北、山东、江苏、安徽、河南、陕西和东北部分地区。中深层地热资源以中低温为主，高温为辅，依据构造成因可分为隆起山地型和沉积盆地型两种地热资源。隆起山地型中低温地热资源主要分布于东南沿海、胶东半岛、辽东半岛等山地丘陵地区，沉积盆地型地热资源主要分布于华北平原、江淮平原、松辽盆地等地区，大型沉积盆热储多、厚度大且分布广，赋存大量的中低温地热水资源；深层地热能资源在地球内部普遍存在，但有开发潜力的深层地热能资源主要分布在新生代火山活动区、地壳较薄地区等板块或构造体边缘，东南沿海、青藏高原是我国主要潜力开发区。我国336个地级以上城市规划区范围内，浅层地热能年可开采资源量折合标准煤7亿t，中深层地热能年可开采资源量折合标准煤19亿t，深层地热基础资源量折合标准煤856万亿t[2- 4]。

2 地热能开发发展现状

2.1 发展历程

新中国成立后，在李四光先生的倡导和带领下，掀起了我国地热能开发的第一次浪潮，我国在地热资源普查、开发利用、基础理论方面都取得显著进展，北京、天津、河北、西藏等地大力开展地热资源勘查，推广地热能在医疗洗浴、工业洗涤、水产养殖等领域的应用，广东丰顺和西藏羊八井的地热发电项目就是在这一时期建设起来的。到20世纪末和21世纪初，中国地质调查局开展了全国范围的地热资源调查，对浅层地热能、水热型地热能和干热岩型地热能资源分别进行评价；这个时期，结合节能减排、建筑效能提升、应对气候变化等综合因素，浅层地热能利用进入快速发展阶段。近些年来，我国在地热资源的勘探突破、开发利用、产业延伸、技术攻关、装备升级、行业发展等方面取得了大量成绩；比较突出的是在雄安新区建立“雄县模式”，打造地热供暖无烟城；青海、河北、山西等省干热岩资源勘察及发电工程取得重要突破，为我国干热岩开发探索了宝贵经验。

“十三五”期间，我国在地热能供暖(制冷)利用方面取得了较大的进步。据不完全统计，截至2020年底(“十三五”末期)，我国地热能供暖(制冷)总建筑面积约为10.33亿m2，其中，中深层地热能供暖面积约3.33亿m2，浅层地热能供暖制冷面积约7亿m2。

在中深层地热能供暖方面，主要以河南、河北、陕西、山东、天津等北方省(直辖市)为主。河南省通过制定省级可再生能源发展规划和成立地热推进领导小组，积极推进省内地热能有序开发，在“十三五”期间取得了较大的成果，“十三五”末全省地热能供暖面积累计达到8 700万m2；陕西省通过发布发展地热能供热的实施意见和重点城市清洁取暖方案，进一步规范和促进全省地热能开发，“十三五”末全省地热能供暖面积累计突破3 000万m2；山东省、天津市的地热能供暖面积在“十三五”末分别达到了4 800万、3 000万m2。

浅层地热能供暖(制冷)由于开发早、适宜范围广、市场潜力大，“十二五”末已达到了约4亿m2，在“十三五”期间，重点省份加强出台节能减排和热泵使用的支持政策，进一步在全国推广利用浅层地热能开发。“十二五”末期南方的江苏、湖北、安徽等省夏热冬冷地区市场开发力度大，“十三五”末供暖制冷面积累计分别达到6 300万、5 200万、3 800万m2，北方的山东、北京也体现了良好的市场潜力，“十三五”末供暖制冷面积累计分别达到7 600万、3 000万m2。

2.2 发展特点

(1)规划引领推动地热健康发展。地热能作为可再生能源供暖制冷的重要能源品种，逐步纳入国家、省级可能再生能源发展规划和城市相关产业发展规划，为地热能的有序发展奠定了更加扎实的基础。河南省提出，因地制宜开发地热资源，实行山区温泉、平原中深层地热井区别对待，以及城镇地热田、单井开采差异化管理，重点支持城镇建设采灌平衡、规模开发的地热集中供暖项目[5]，2021年，河南省地热能供暖能力新增1400万m2，截至目前，累计已达到1.17亿m2。陕西省在2021年以“碳达峰、碳中和”战略目标任务，大力推进地热能开发，开展全省11个地方的地热能资源赋存地质条件和基本特征调查，攻克浅层地热能开采关键技术，研发地热尾水回灌成套设备，编制浅层地热能勘探开发利用规范等工作，2021年，全省建成利用地热能供暖(制冷)项目576处，面积3 445万m2，占全省城市集中供暖面积的9.8%。河北省2021年高度重视地热能开发利用，开展地热项目规范管理，严把项目审核和监管，通过统筹规划、依法管控、因地制宜、分类施策、政府引导、市场推动、保护生态、高效节能，引导地热市场健康可持续开发[6]，截至2021年底，全省地热能供暖面积3 692万m2，约占全省总供暖面积的3%[6]。北京市出台鼓励热泵利用等绿色能源支持政策，积极探索可再生能源与城市重点区域开发、基础设施建设以及产业园区融合发展的新路径；青海作为我国地热资源富集地方，2021年进一步攻关干热岩发电技术，300 kW试验性发电取得成功，共和县首个地热供暖改造示范项目投入使用。

(2)政策支持迎来地热发展机遇。国家和地方从供暖、节能建筑改造等方面，为地热开发提供好的政策支持。北方地区冬季清洁取暖项目行动，积极争取将地热供暖纳入行动方案，充分利用好国家支持资金，因地制宜开展地热供暖建设和改造，降低了地热开发初始投资。南京市对新建浅层地能示范项目按照示范面积不超过50元/m2予以补助，在南方诸市中，南京市此次奖补力度空前；北京市对使用热泵等可再生能源改造最高可奖补5 000万元，再次引领全国地热能等清洁能源推广应用的“碳索”；吉林省对采用土壤源热泵技术的可再生能源建筑应用项目、装配式建筑项目、超低能耗建筑项目最高补贴40元/m2；江苏张家港采用土壤源热泵技术、污水源热泵技术、地表水源热泵技术等可再生能源建筑应用的项目，补助标准为8元/m2，单个项目补助总额不超过60万元。

(3)大型企业引领地热投资市场。面对地热能开发巨大的市场潜力和发展空间，各大能源企业建立地热新能源板块，加大地热产业投资。中国石化继续引领中深层供暖规模，中国石油正在加快推动地热产业发展和布局，在油区加大地热供暖业务，跑出中国石油地热产业高质量发展加速度；中国三峡、中核等电力企业将地热市场聚焦在探索地热能发电和浅层地热能供暖市场。

(4)科研攻关、技术进步成为地热发展有利保障。2021年，地热能开发在资源勘探上不断提升深度，地热能开发瞄准前瞻性方向，重大科研课题增多，科研攻关和技术进步成为地热发展有利保障。在地热资源好，开发基础好的地方，地热勘探逐步迈向深地，勘探新区也实现了新突破。冀中坳陷高阳地热田实施的JZ04井，孔底温度达135 ℃，为京津冀地区4 000 m深温度最高的碳酸盐岩热储地热井；山西开展4 000 m深层裂缝型储层地热开发科学钻探勘探试验，提出利用断层及裂缝带可规模开发致密地层裂缝型热储地热能的成套技术，为干热岩勘探开发提出了新思路。内蒙古自治区呼和浩特市土默特左旗塔布赛乡打出优质地热井，井深2 551.98 m，水头高出地面56.2 m，单井自流量达6 312 m3/d，井口出水温度75 ℃，是该地目前盆地型热储最大自流量、最大单产流量和最大地热产能的地热井；甘肃省张掖国家沙漠体育公园地热资源普查项目取得重大突破，新的地热勘探井显示自流量突破6 000 m3/d，自流温度达78 ℃，是迄今为止甘肃省境内自流量最大、自流温度最高的地热勘探井，也是西北地区地热勘探活动中效果最好的项目。2021年以来，一大批重大国家级、省部级重点研发计划立项，突显了我国科研领域对地热的重视。“浅层地热能重点实验室”和“深部地热资源重点实验室”成功申报自然资源部重点实验室，对提高全国地热能行业科技创新能力具有里程碑意义；“地热地质学与深层地热能”和“干热岩地热资源开采机理与方法”获得国家自然科学基金委员会方向战略研究和重大项目课题，探寻我国地热能的重点技术高效利用和可持续发展方向；长三角地区地热资源及其综合利用研究、深层裂缝型储层EGS地热开发关键技术研究等项目列入中科院、省级重大专项计划。

(5)地热能标准进一步规范行业发展。2021年，国家能源局共批准《地热井井身结构设计方法》等21项地热能行业标准，截至目前，国家能源局共批准了40项。北京市《地源热泵系统运行技术规范》、河北省《雄安新区地热资源预可行性勘查技术规程(试行)》、山东省《区域浅层地热能调查评价规范》等省(直辖市)也相继出台了地方的地热资源勘察、动态监测系统、开采回灌监测技术、运行系统等技术规范和标准，各类标准的发布为地热行业健康发展提供了强大支撑。《地下水管理条例》针对水热型地热开发利用专门作了规定和说明，进一步对规范地热项目的开发管理。

3 发展建议

《关于促进地热能开发利用的若干意见》提出，“十四五”期间，要开展“深化地热资源勘查工作、积极推进浅层地热能利用、稳妥推进中深层地热能供暖、鼓励地方建设地热能高质量发展示范区、稳妥推进地热能发电示范项目建设”等6项重点任务；要加强“统筹规划浅层地热能项目资源开发布局、规范地热能开发利用项目备案或登记管理、简化地热能开发利用项目前期手续、加强对地热能开发利用项目的监督检查、加强对地热能开发利用项目的信息化管理”等5项利用规范管理；要做好“地热能开发利用规划及相关衔接、营造有利于地热能开发利用的政策环境、明确职责分工”等3项保障措施[1]。

2022年，地热行业要通过进一步加强地热资源评价及发展规划，与各产业发展相融合，将地热能的开发纳入城市、生态、能源发展战略，为地热能产业提供更多发展的土壤。进一步加强信息系统建设与行业管理，做好地热能供暖(制冷)项目信息的统计、备案、监测等工作，逐步摸清我国地热能发展现状，为捋顺管理、规范开发提供良好的环境。

地热能是稳定可靠的本土能源，我国广袤的国土之下赋存着丰富的地热资源，其开发利用不受地缘政治、季节、昼夜、气候等因素影响，可作为基础能源，在国家能源安全自给，能源结构调整大背景和新发展态势下，多学科的融合给地热资源勘探与开发利用注入了新的活力，伴随着地热勘探开发向深地发展，地热学研究范畴进一步扩大因地制宜的开发地热能，开展地热+综合能源建设，将在北方清洁取暖、南方供暖制冷、建筑节能改造、乡村振兴中占据重要的位置。