拥抱大地之暖：中国地热能产业如何突围？

李权云

在雄安新区科创中心中试基地，园区绿地和路面下约有280口120米左右的淺井直通地下。通过管道，地下的热能被输送出来，经过热泵机组作用，让水和地下的岩土体进行冷热交换。

“冬季，我们把岩土体中的热量‘取’出来供室内采暖，此时地下的岩土体为‘热源’。到了夏季，再把室内热量‘抽’出，释放到岩土体中，并制出约11摄氏度的冷水，通过循环泵运送到风机，把冷风‘吹’出来，起到制冷降温的作用。”中国石化绿源地热能开发有限公司相关负责人介绍，雄安的“冬暖夏凉”靠的不是暖气和空调，而是一样来自大地深处的清洁能源——地热。

当地居民反馈，雄县近十年来新建的小区几乎都采用地热供暖。回想起以前烧煤取暖的诸多不便，她说，当时不仅天空灰蒙蒙一片，家里阳台有时候也会落上一层燃煤灰烬，“现在雄县已经是‘无烟城’了，外面天多蓝，空气也好！”

事实上，从2009年开始，中国石化新星公司就在雄县开发地热能，并与雄县政府合作打造地热能开发利用“雄县模式”，打造成为全国首座地热供暖“无烟城”。随着雄安新区的开发建设，雄安完成10余个自然村地热代煤改造工程，为5000余户村民提供清洁地热供暖，“雄县模式”升级发展为地热能开发利用的“雄安模式”。2021年7月，雄安新区地热开发项目被国际可再生能源署（IRENA）列入全球推广项目名录，成为当年全球仅有的5个推广项目之一。

透过雄安“无烟城”，中国地热能整体开发利用规模也在稳步增长。那么，中国地热产业目前有哪些发展模式、应用场景和解决方案？当前全球地热勘探开发又有哪些最新成果？

9月15日，2023年世界地热大会在北京国家会议中心隆重开幕，这是中国首次承办此项国际盛会。大会以“清洁地热、绿色地球”为主题，54个国家1400余名嘉宾出席盛会，聚焦全球地热领域发展热点趋势，共同分享全球地热能开发科技和创新成果，推动全球地热产业发展，守护绿色地球。

据了解，世界地热大会被誉为地热界的“奥林匹克”。首届世界地热大会于1995年在意大利佛罗伦萨举办，目前已举办六届。

中共中央政治局委员、国务院副总理张国清出席大会并讲话。张国清表示，在习近平生态文明思想指引下，近年来中国清洁能源保持快速发展良好态势。中国将深入贯彻习近平主席提出的“四个革命、一个合作”能源安全新战略，持续增强包括地热能在内的各类清洁能源供给能力，不断提高清洁能源消费比重，大力推进绿色低碳科技创新应用，切实强化能源监管和法治建设，积极构建清洁低碳、安全高效的能源体系。

地热能是指存在于地球内部岩土体、流体和岩浆体中，可以为人类开发利用的热能。按照深度划分，一般200米以内为浅层地热资源，温度一般低于25℃。深度大于200米的包括水热型地热资源和干热岩资源。其中水热型地热资源指赋存于天然地下水及其蒸汽中的地热资源，温度大于90℃的为中温水热型地热资源，温度大于150℃的为高温水热型地热资源。干热岩则是指不含或仅含少量流体，温度高于180℃，其热能在当前技术经济条件下可以利用的岩体。

地热开发利用主要可以分为直接利用和地热发电两种方式：直接利用包括温泉康养、供暖制冷和农业养殖等非发电端；地热发电则主要利用地热能量驱动发电机组。

在开幕式上，冰岛总理雅各布斯多蒂尔通过视频致辞：“地热能源是一种未得到充分利用的可再生能源。随着技术的不断进步，地热能可以在全球电力生产以及城市供暖和制冷当中发挥更大的作用。考虑到地热能的诸多优势，我们需要提高决策者的认知，为技术进步提供更多的支持。”

这样一种深埋地下的能源，为何受到各界的青睐？

9月15日，2023年世界地热大会在北京召开。图/大会主办方

在2023年世界地热大会上，国务院国资委副主任苟坪表示，当今世界正经历从化石能源为主向非化石能源转变的深刻变革，推进能源结构绿色低碳转型是历史责任，也是各方的共识。

事实上，正是由于地热能分布广泛、储量大、稳定可靠，且在使用过程中几乎零碳排放，全球约有80多个国家进行地热能开发利用，数量呈逐年递增趋势，是当前新能源利用的主要方式之一。在中国，“双碳”目标引领下，地热也成为可再生能源家族中的重要一员。

根据中国地质调查局相关数据，中国336个主要城市浅层地热能年可采资源量折合7亿吨标准煤，可实现供暖（制冷）建筑面积320亿平方米；水热型地热资源每年可开采量折合标准煤18.65亿吨；干热岩型地热资源通常与水热型地热资源相伴生，中国大陆埋深3～10千米深度内干热岩资源量折合标准煤856万亿吨，其中埋深在5500米以浅的折合标准煤106万亿吨。

总体来看，中国地热资源分布广泛、种类繁多、储量丰富，发展潜力巨大。中国地质调查局局长李金发表示，将进一步加强基础地质与地热资源的国情调查，进一步摸清资源家底，推动深部地热资源探采关键理论技术与核心装备的突破，持续支持并参与全球地热产业发展。

中国工程院院士多吉曾长期在西藏从事地热地质和矿产资源勘查，先后参加多项地质勘查与资源评价，建立了羊八井深部高温地热系统地质模型。他告诉《中国新闻周刊》，相比太阳能、风能的波动性和随机性，地热的能源利用系数更高，一年可以稳定在8000多个小时以上。

据介绍，地热能可以根据不同温度实现梯级利用，45摄氏度以下的地热能可开发温泉、洗浴等康养产业，45到60摄氏度可作供暖使用，60到90摄氏度左右供暖利用后的能量能用于温室养殖等。而90摄氏度以上的地热能则可用作清洁发电，温度越高，发电效益越高，经济性越好。

本届地热大会发布的《世界地热供暖制冷进展报告》显示，截至2022年底，全球供熱和制冷热能装机容量相当于1.73亿千瓦时，比2020年增加了60％，最大的领用领域是建筑物的供暖和制冷，其次是健康娱乐和旅游、农业和食品加工。2022年，全球使用的地热热能为1476PJ（410TWh），比2020年增加了44％。其中，中国的增长最为显著。

国际地热协会发布的报告显示，截至2022年底，全球地热供暖制冷利用折合装机规模173303兆瓦，其中中国100219.8兆瓦，占比约57.8％。近年来，我国的中深层水热型地热能供暖利用规模持续扩大，在北方清洁供暖和大气污染防治中发挥了重要作用。

国家能源局局长章建华表示，包括地热能供暖在内的中国北方清洁取暖对降低pm2.5浓度，改善空气质量的贡献率超过30％，为打好污染防治攻坚战，打赢蓝天保卫战，改善生态环境质量作出了重要贡献。

在国际地热协会主席布洛格看来，地热正在成为实现净零排放目标的重要力量。过去，地热资源未得到足够重视，但近年来，国际地缘政治局势、新冠疫情大流行对大多数国家能源成本的增长产生了重大影响，并改变了人们的生活方式，这些因素加快地热行业创新和高效绿色生产，推动地热行业驶入发展“快车道”。

目前，凭借在油气领域对于地下资源勘探开发的技术储备，油气企业在开发地热方面具备先天优势。其中，中国石化累计建成清洁供暖能力8500万平方米，成为国内最大的中深层地热能开发利用企业。

以雄安新区为例，中国石化新星公司地热项目供暖能力已经超过1000万平方米，年减排二氧化碳超30万吨，相当于植树17.5万棵。中国石化集团新星石油有限责任公司党委书记、执行董事党力强表示：“重点围绕着京津冀协同发展、黄河流域生态保护、长三角经济带高质量发展战略，来发挥我们的技术优势，以提供清洁能源保障，助力推动绿色发展和‘双碳’目标的实现。这个定位的清晰，使得我们真正进入了地热开发的快车道。”

目前，中国石化拥有地热资源开发利用重点实验室1个，技术专利130余项，地热业务已辐射11个省（自治区、直辖市），其中地热供暖能力超百万平方米的城市已超23座。中国石化董事长马永生也在大会上表示，未来中国石化将从全力推动地热产业标准化发展、规范化发展、品牌化发展三个方向发力。

尽管中国地热直接利用规模连续多年位居世界首位，但在潜力更大的地热发电领域却存在短板。

根据《世界地热发电进展报告》，目前，世界上已有31个国家和地区有地热发电厂在运行，美国、印度尼西亚、菲律宾和土耳其是地热发电利用前四的国家。全球地热发电总装机容量已经从1980年的2110兆瓦增长到如今的16260兆瓦，分布在197个地热田，商业化开发利用的均是水热型地热资源，全球共有3700个生产井，每口生产井的年平均产量接近3兆瓦时。未来，地热发电会有广阔前景。

与此相对应，截至2020年底，中国地热发电装机容量为44.56兆瓦，远未达到“十三五”规划提出的新增装机容量500兆瓦的目标，在全球排名第19位，与近两年国内风电和光伏发电的狂飙式增长形成鲜明对比。

地热发电通过利用地热水形成过热蒸汽后，推动涡轮机旋转发电。除了能量来源外，地热电站使用的技术在本质上与煤电站、核电站并无不同。

然而，中国适用于发电的高温地热能主要分布在青藏高原地区，由于地热发电投资成本高，没有明确的电价补贴政策，对企业缺乏投资吸引力，导致中国地热发电进展缓慢。

“就像人的成长，从幼儿园到大学毕业之前还得要投入，地热是一个新生事物，在成长过程中需要支持和帮助，等待将来壮大和成熟。”多吉表示，和光伏刚起步时一样，地热发电技术进步与规模化发展同样离不了政策支持。

参考我国风电、光伏产业的崛起，可再生能源电价附加分摊政策发挥了巨大作用。多吉坦言，地热的前期勘探开发成本比风能和太阳能高，地热发电的经济属性主要体现在发电站建成后的稳定性，“技术上可行、经济不可行，主要指的是低温90℃以下的地热，高温地热规模化之后，成本才有可能降下来。”

曾参与西藏羊八井和羊易井电站建设的西藏地热产业协会会长王善民指出，羊八井地热发电项目含税上网电价为0.9元/度，并纳入了全国可再生能源电价附加分摊，目前经济效益较好；羊易井地热电站一直未获得补贴电价，电网结算电价为0.25元/度，亏损严重。

究其原因，中国适用于发电的中高温地热主要分布在藏南、滇西、川西等西南地区，但电力消耗区域主要在东部沿海，地热资源分布与电力消纳需求的不匹配导致地热电站的建设、运营、电力输送成本居高不下。

雄安新区居民小区地热取暖装置。图/中国石化

此外，《资源税法》2020年将地热列为能源矿产，要求按原矿1％～20％或每立方米1～30元的税率标准征税。

对此，多吉表示，目前地热发电存在多头管理、多头收费的现象，前期勘探开发门槛高，即使有人愿意投，也可能由于前期成本太高、手续太繁杂打退堂鼓。

他坦言，这些瓶颈需要有明确的切实可行的政策来解决，比如政府加大投入，出台地热能发电项目综合电价，降低地热能开发门槛；同时要理顺水利部门、自然资源部门、税务部门的跨部门多头管理问题。

而在政策之外，地热发电产业本身需要沿着“找热”“用热”的路径来走。比如，加强科技创新，全面深化地热能资源勘查工作，开展地热能地质调查和潜力评价，优选地热能优质目标区和勘探靶区；其次，最大效率提高地热使用效率，进行关键技术和装备攻关。

值得一提的是，这些瓶颈并非中国独有，从全球来看，地热开发是一个普遍性难题。

在大会同步举行的全球地热合作论坛上，埃塞俄比亚矿业部国务部长普克指出，埃塞俄比亚是非洲地热潜力巨大的国家之一，但也存在许多挑战，包括高昂的前期投资、勘探风险以及当地技术和人力资源的限制。在他看来，减轻与资源勘探相关的风险，缩短开发地热项目的准备时间，利用投资刺激工业增长等有助于解决这些难题。

印尼国家石油公司地热公司代表尼尔文·奥德利亚西雅坦言，印尼的地热能开发成本很高，需要在建设阶段大幅扩大产能，更好的从规模经济中获取价值。

此外，开发地热能并不是无的放矢和“竭泽而渔”，要充分考量对环境的影响。伴随地热资源大规模开发利用，如果地热流体补采失衡，容易造成热储层压力下降、水化学污染和热污染等问题。业内人士认为，要保障地热能开采利用实现安全无污染，背后的回灌技术尤其关键。

在本届世界地热大会闭幕式发布的《北京宣言》中，“可持续发展”是被重点提及的原则之一。地热能是来自大地的馈赠，与会各方承诺，将坚持共享共赢原则，持续深化全球地热产业合作。

根据《“十四五”可再生能源发展规划》，到2025年，全国地热能供暖、制冷面积将比2020年增加50％，全国地热能发电装机容量比2020年翻一番。未来几年，中国北方地区地热清洁供暖、长江中下游地区地热供暖（制冷）、青藏高原及其周边地热发电仍将是地热产业发展的热点。