探索“雄安模式”，建立我國地熱能資源高質量開發(fā)利用長效機制

郭焦鋒，郝愛兵，吳愛民，唐金榮， 李繼峰，周錦明，宋　巖， 王曉毛

(1.國務院發(fā)展研究中心 資源與環(huán)境政策研究所， 北京　100010;2.中國地質調查局， 北京　100037； 3.國家信息中心 經濟預測部， 北京　100045;4.潛能恒信能源技術股份有限公司， 北京　100107;5.中國石油大學(北京) 非常規(guī)天然氣研究院， 北京　102249;6.中國石化集團新星石油有限責任公司， 北京　100083)

一、我國地熱能資源豐富，河北雄縣大規(guī)模應用證明了地熱能經濟性開發(fā)的巨大發(fā)展?jié)摿?/h2>

地熱能是一種清潔低碳、分布廣泛、資源豐富、安全穩(wěn)定、優(yōu)質的可再生能源，可分為淺層土壤型地熱能(地表水源、地表以下200米深度以內的土壤源等熱能)、中深層水熱型地熱能(深度大于200米)和干熱巖型(深度在3 000～10 000米)三類。地熱能開發(fā)利用具有供能持續(xù)穩(wěn)定、高效循環(huán)利用、可再生的特點，可減少二氧化碳排放、改善生態(tài)環(huán)境，在未來清潔能源發(fā)展中占有重要地位?！兜責崮荛_發(fā)利用“十三五”規(guī)劃》提出，到2020年，我國地熱能年利用量將達到7 000萬噸標準煤，在一次能源消費總量(48億噸標準煤)中占比達1.46%，比2015年提高1個百分點，其將占“十三五”時期新增非化石能源3個百分點的1/3。而且，在滿足城市能源供應之外，進一步發(fā)展醫(yī)療、健康、養(yǎng)老、現代農業(yè)等，構建地熱能全產業(yè)鏈，實現地熱能梯級高效利用，可進一步提高地熱能利用的經濟性，有助于在整體低迷的能源產業(yè)中加速發(fā)展成新動能，并有可能成為傳統(tǒng)的以化石能源為主的能源結構轉型的新方向。

我國地熱能資源十分豐富，“十二五”期間中國地質調查局的初步評價結果顯示，全國地熱能資源年可開采量約26億噸標準煤(不含干熱巖型)。其中，淺層土壤型地熱能資源年可開采量約7億噸標準煤，可實現建筑物夏季制冷面積326億平方米、冬季供暖面積323億平方米；中深層水熱型地熱能資源量約1.25萬億噸標準煤，年可開采資源量約19億噸標準煤；埋深在3 000～10 000米的干熱巖資源量折合856萬億噸標準煤。長江沿岸是我國地熱能資源稟賦最好的區(qū)域之一，分布廣、類型多、開發(fā)利用條件好，蘇北、江漢等盆地中低溫地熱能資源豐富，云南、四川等地區(qū)具有高溫地熱能資源，預計到2020年長江經濟帶地熱能供暖(制冷)面積有望達4億平方米、發(fā)電裝機容量達40萬千瓦。華北、松遼、鄂爾多斯等盆地具有豐富的中深層水熱型地熱能資源，北京、天津、河北、山東、河南、陜西、山西等省市是我國最適宜開發(fā)利用地熱能的地區(qū)，每年可開發(fā)利用的地熱能資源量約10.4億噸標準煤。雄安蘊藏著豐富的地熱能資源，其中，淺層土壤型地熱能可滿足起步區(qū)3 000萬平方米、全區(qū)約1億平方米建筑面積的供暖(制冷)需求；中深層水熱型地熱能靜態(tài)資源量約29.54億噸標準煤，年可開采資源量約485萬噸標準煤；干熱巖地熱能地下靜態(tài)遠景資源量可達100億噸標準煤。

雄安已有經濟性開發(fā)利用地熱能的成功經驗。2009年以來，中國石化依托河北雄縣優(yōu)質的地熱能資源，采用石油開采的同層回灌技術，有效保持地層壓力、保護水資源，已建成覆蓋雄縣城區(qū)450萬平方米建筑面積的地熱能供暖能力，形成了“基本零排放、取熱不耗水、運行成本低”的清潔供暖“雄縣模式”，供暖季平均日常費用僅為7.5～10元/平方米，比燃煤取暖低約5元/平方米。目前該做法已推廣到河北大名、山西太原等地，雖然這些地區(qū)地熱能資源條件次于雄縣，運行成本略高，但供暖季平均日常費用約10～13.5元/平方米，不足電采暖和氣采暖一半的費用，比燃煤取暖低約2元/平方米。鑒于此，未來可在雄安新區(qū)形成地熱能全產業(yè)鏈高質量開發(fā)利用的“雄安模式”，并大規(guī)模推廣應用，成為北方地區(qū)和長江經濟帶清潔供能的重要資源保障。

二、我國地熱能開發(fā)利用仍存在“共性不充分、個性不平衡”的深層次問題

近年來，我國地熱能產業(yè)得到較快發(fā)展，年利用量連續(xù)多年位居世界第一。包括《可再生能源法》《地熱能開發(fā)利用“十三五”規(guī)劃》等在內的法律法規(guī)和標準規(guī)范陸續(xù)出臺，地熱能開發(fā)利用的政策法規(guī)體系已初步形成，但是當前地熱能開發(fā)利用仍存在一些不充分、不平衡的深層次問題。

(一)從地熱能開發(fā)的共性看存在明顯的不充分問題

1.對地熱能認識不充分。一方面是概念模糊，目前在諸多已經發(fā)布的法律法規(guī)政策文件中(如《可再生能源法》《礦產資源法》《水法》《關于地熱能水礦泉水管理職責分工問題的通知》等)，將地熱能混稱為地熱能、地熱資源、地下水、地下淡水、地熱水、礦泉水等，這些術語的界限模糊導致在實際管理和監(jiān)管中派生出一系列問題。另一方面，因過去對地熱能的認識不足、概念不清晰，一些部門仍然依據不同規(guī)定和各自理解行使對地熱能的相應職權，導致地熱能管理混亂，嚴重阻礙了地熱能產業(yè)的健康發(fā)展。

2.對地熱能資源勘查評價不充分?？辈樵u價投入嚴重不足，“十二五”期間地熱能資源勘查評價投入僅4.16億元，相對于每年投入數百億元的石油天然氣勘探資金可以說是杯水車薪，與查明北方地區(qū)和長江經濟帶乃至全國地熱能資源家底的資金需求存在很大差距。數據基礎較差，目前公布的全國地熱能資源總量是個估算數，數據基礎與地熱能發(fā)達國家相比存在明顯差距，比如雖中美兩國國土面積相當，但美國已取得了17 000多個大地熱能流數據，而已公開發(fā)表的中國大陸地區(qū)熱流數據僅1 230個?？辈闇笥陂_發(fā)，部分地區(qū)對地熱能資源勘查評價的工作重視不夠，勘查評價遠滯后于開發(fā)利用，多數已形成相當規(guī)模的地熱田尚未開展系統(tǒng)勘查評價，開發(fā)管理缺乏科學依據。

3.對地熱能產業(yè)發(fā)展初期扶持的政策不充分。目前，中央和地方政府出臺了一些財政和價格鼓勵政策，對加快淺層土壤型地熱能開發(fā)利用以及促進北方地區(qū)清潔供暖具有積極的引導作用，但是缺少體現可再生能源性質的地熱能“取熱不耗水”稅收激勵政策。傳統(tǒng)地熱能利用往往是“取熱又取水”，用后尾水直排不回灌或者僅回灌到淺水層，這既造成地面和地下飲用水層的污染，也導致局部區(qū)域地下水位迅速下降、地熱能資源面臨枯竭。北方是嚴重的缺水地區(qū)，華北平原地下水漏斗區(qū)*華北平原地下水漏斗區(qū)形成的直接原因是多年來淺層第四系地下水超采所致，與雄安新區(qū)深層特別是霧迷山組地熱田的開發(fā)之間沒有關聯。在雄安新區(qū)，深層霧迷山組頂面埋深一般在1 000～3 000米，上覆沉積了厚達千米以上的砂泥巖地層，至上而下第四系厚度約為450～550米、新近系明化鎮(zhèn)組沉積厚度400～1 000米、館陶組沉積厚度200～300米。這些砂泥巖地層構成良好的蓋層和隔水層，形成了淺層第四系地下水與中深層霧迷山組地熱能相互獨立的水力系統(tǒng)，兩者之間沒有直接關聯。監(jiān)測結果表明，因在雄縣、容城開發(fā)中深層水熱型霧迷山組地熱能資源時實現了尾水全部同層回灌，做到“取熱不耗水”，2009年至今主力產層霧迷山組的水位基本保持穩(wěn)定。的形成也可能與“取熱又取水”有關，傳統(tǒng)地熱能利用方式遭到有關部門和當地群眾的強烈反對，亟待出臺相關政策以破除利益固化的藩籬。

(二)從地熱能開發(fā)的個性看發(fā)展不平衡問題依然突出

1.重淺層輕中深層開發(fā)利用。淺層土壤型地熱能在我國已得到廣泛應用而中深層的則剛剛起步，且多數企業(yè)重水輕能，更關注熱水供暖、溫泉洗浴而忽視能源綜合開發(fā)利用；技術層面上更多地發(fā)展地埋管、地表水源等地源熱泵，而水熱型、干熱巖型地熱能勘探開發(fā)利用技術和裝備研發(fā)投入及應用嚴重不足，地熱能資源勘查與選區(qū)評價、砂巖經濟回灌、高效熱管和強化換熱介質技術、中低溫地熱能發(fā)電等技術亟待提升和突破。如自2017年以來雄安地熱能資源等方面的勘查已投入了大量的工作，基本摸清了地下地質情況及淺層土壤型地熱能的分布規(guī)律，但已完成的工作缺乏先進勘查技術的廣泛使用，大多是建立在重磁電和二維地震勘探及部分鉆孔基礎之上，難以“透視”中深層地質結構、熱儲層橫向物性變化和準確把握地熱能優(yōu)質資源分布規(guī)律和儲量，制約了中深層地熱能資源的高效開發(fā)利用。

2.重單項規(guī)劃輕綜合規(guī)劃。目前已發(fā)布的與地熱能開發(fā)利用相關的規(guī)劃和文件達十多個，這些政策有力地促進了我國淺層土壤型地熱能的較快發(fā)展。但這些規(guī)劃之間不配套、不同層級規(guī)劃之間不銜接，且基本上沒有納入城市總體發(fā)展規(guī)劃和土地規(guī)劃中，這導致規(guī)劃的任務在實際中缺乏可操作性，《地熱能開發(fā)利用“十三五”規(guī)劃》中提出的地熱能利用目標將難以實現。

3.重審批輕監(jiān)管。發(fā)展改革委、能源、自然資源、水利、住房和城鄉(xiāng)建設、生態(tài)環(huán)境等部門，目前對地熱能開發(fā)利用實行多頭管理、多級審批(中央、省、市乃至縣)。然而，水熱型地熱能資源與煤礦、常規(guī)油氣等礦產資源的利用方式完全不同，成片集中開發(fā)往往需要同時打多口井(包括取水井和回灌井)，目前的礦業(yè)權以單井或井組為單位分別核準，且探礦權、采礦權及取水許可證等申報程序復雜、周期長、費用高、辦理難度大。因而，由于政出多門，加上標準和技術規(guī)范不完備，對地熱能開發(fā)商的監(jiān)管存在明顯的缺位和越位現象，淺層土壤型地熱能開發(fā)及對水資源和生態(tài)環(huán)境破環(huán)的亂象還在一些地區(qū)不同程度地存在。

三、以探索建立地熱能利用的“雄安模式”為契機，完善地熱能發(fā)展的法規(guī)、政策和管理體制，促進地熱能建立長效機制滿足北方地區(qū)和長江經濟帶對清潔用能的需要

豐富的地熱能資源稟賦在為未來發(fā)展提供雄厚物質基礎的同時，北方地區(qū)和長江經濟帶應更注重地熱能資源開發(fā)利用的質量和效率，以實現更高質量、更有效率、更加公平、更可持續(xù)的發(fā)展和人們對綠水青山的向往。

1.實施淺層土壤型地熱能和中深層水熱型地熱能開發(fā)利用并舉，積極探索多能協(xié)同互補、梯級高效利用方式，將地熱能單一開發(fā)的“雄縣模式”轉型升級為地熱能高質量開發(fā)利用的“雄安模式”。應根據雄安新區(qū)規(guī)劃建設創(chuàng)造“雄安質量”的目標要求，基于雄安地區(qū)的資源條件和清潔用能需求，面向建立綠色能源體系的目標，高起點、高標準、高水平地開發(fā)利用地熱能資源。為此，要努力轉變規(guī)劃理念和地熱能利用方式，實現地熱能全產業(yè)鏈高質量開發(fā)利用。在規(guī)劃理念上，由地熱能開發(fā)跟著城區(qū)組團走轉變?yōu)榈責崮芤?guī)劃先行；在供能來源上，由水熱型為主轉變?yōu)橥寥佬秃退疅嵝湍酥粮蔁釒r型并舉；在供能方式上，由單一供暖轉變?yōu)殡姛崂涞榷嗦摴?；在用能方式上，由單一地熱能轉變?yōu)槎嗄芑パa；在用能周期上，由一個供暖季轉變?yōu)橐荒晁募?；在產業(yè)鏈條上，由單一能源產業(yè)轉變?yōu)榈責崮苌现邢掠我惑w化產業(yè)集群。雄安要有序推進地熱能開發(fā)利用，做好地熱能開發(fā)與地下空間開發(fā)建設的統(tǒng)籌協(xié)調。要統(tǒng)籌協(xié)調不同類型地熱能開發(fā)與城市建設，低成本淺層土壤型地熱能重點用于建筑容積率較低的辦公園區(qū)和公共建筑等的供暖、制冷，開發(fā)成本較高的中深層水熱型地熱能資源主要用于容積率較高的城鎮(zhèn)地區(qū)。根據雄安能源發(fā)展規(guī)劃研究成果，至2022年，地熱能可完全取代煤炭等傳統(tǒng)能源，實現起步區(qū)供熱90%應用地熱能，地熱能成為雄安的主體能源；至2030年，地熱能占一次能源的比重約30%，其中干熱巖型地熱能占10%，實現電熱冷多聯供；至2040年，地熱能約50%用于發(fā)電，實現干熱巖型占地熱能利用總量的50%，并實現地熱能高效開發(fā)和梯級協(xié)同利用。

2.盡快明晰地熱能的作用和概念，建立完善地熱能的管理和監(jiān)管體制機制，切實做到地熱能資源開發(fā)統(tǒng)一管理、全域管控。一是進一步明確地熱能開發(fā)利用的是地表及地下的熱能資源，在新時代下出臺或修訂的各種文件中均應表述為“地熱能”，并從已廣泛利用的北方地區(qū)和長江經濟帶開始逐步統(tǒng)一認識。如水電開發(fā)利用的是勢能(通過勢能做功發(fā)電)而不是水資源，同理，地熱能是利用熱能而不是水資源，淺層土壤型地熱能提取的是土壤、地表水源等介質中的熱能，中深層水熱型地熱能開發(fā)利用堅持“取熱不耗水”的原則僅提取其中的熱能(通過全部回灌，既不消耗地下水資源也不會產生污染)，干熱巖提取的是深層高溫巖體中的熱能資源。二是將地熱能利用(供熱)專項規(guī)劃納入區(qū)域或城市總體規(guī)劃中，科學布局，規(guī)?；?。國務院能源主管部門會同自然資源、住房和城鄉(xiāng)建設等部門，完善城鄉(xiāng)供熱(制冷)規(guī)劃管理制度和有關技術規(guī)范，制定地熱能供熱(制冷)總體目標和基本思路，指導全國各地區(qū)科學有序、規(guī)?；玫責崮堋Ｊ〖壞茉粗鞴懿块T會同同級有關部門根據全國規(guī)劃要求，做好地熱能開發(fā)利用可行性論證，將地熱能供熱(制冷)納入當地基礎設施建設專項規(guī)劃，統(tǒng)籌開展地熱能利用。在北方地區(qū)和長江經濟帶能源轉型綜合應用示范工程地區(qū)，應設立地熱能利用發(fā)展目標，將地熱能利用納入本地區(qū)統(tǒng)一規(guī)劃，并列入地區(qū)生態(tài)文明建設指標考核體系，作為節(jié)能減排考核體系的加分項。三是盡快制定地熱能開發(fā)利用管理辦法，明確利用水資源與地熱能資源、取水與取熱的邊界和標準；明確取得地熱能資源礦業(yè)權證并經能源主管部門審核合格的“取熱不耗水”企業(yè)，無須辦理取水許可證。要打破多頭管理局面，按照“十九大”提出的加快生態(tài)文明體制改革的精神要求，地熱能勘探開發(fā)統(tǒng)一由能源主管部門或自然資源主管部門進行管理和監(jiān)管。建立完善地熱田勘探開發(fā)市場準入規(guī)則、礦業(yè)權招拍掛出讓和第三方服務等相關制度；盡快完善中深層水熱型地熱能資源勘探、開發(fā)、利用的工程技術標準和規(guī)范體系，確保地熱能開發(fā)利用實現尾水100%回灌；強化監(jiān)管，通過大數據等先進技術增強監(jiān)管手段和水平，對違規(guī)違法企業(yè)給予曝光直至取締，堅決關停不符合技術標準規(guī)范要求的地熱能井，規(guī)范市場秩序，加強地熱能資源和環(huán)境保護。

3.加強資源勘查評價，摸清地熱能資源家底，在雄安新區(qū)先行推進。一是大幅度加大投入力度，開展全國地熱能資源調查評價，盡快查明我國主要水熱型地熱區(qū)(田)及淺層土壤型地熱能的地質條件、熱儲特征、地熱能資源的質量和數量，并對其開采技術經濟條件做出評價，為合理開發(fā)利用提供依據；抓緊建設全國地熱能資源開發(fā)利用大數據，包括地熱能資源基礎數據、開發(fā)利用動態(tài)和效率監(jiān)測數據以及產業(yè)網絡信息發(fā)布系統(tǒng)等，加快推進大數據和信息開放共享，形成較為完善的地熱能資源調查評價與科學開發(fā)利用支撐體系。二是廣泛吸引社會力量、金融資本參與地熱能的地質勘查評價，在勘查評價數據統(tǒng)一納入國家地熱能大數據管理平臺的同時，參與勘查評價的企業(yè)優(yōu)先獲得地熱能資源特許經營資格(采礦權)。三是在雄安先行開展人工地震數據采集，詳細評價地熱能資源分布及規(guī)模。借鑒油氣勘探開發(fā)的國際先進經驗和技術方法，精準勘探和評價地熱能資源，加快在雄安進行三維地震數據采集，建立大數據庫，利用三維地震及成像等技術摸清雄安地下立體空間的地熱能資源分布和儲量，利用并創(chuàng)新油氣資源勘查與評價、鉆井成井工藝以及地熱能尾水回灌、保溫與換熱、熱泵和發(fā)電等技術體系，高質量、高效率開發(fā)利用地熱能資源。

4.依據可再生能源法，參照現行的光伏發(fā)電的財政、稅收和綠色金融政策，對中深層水熱型和干熱巖型地熱能開發(fā)利用給予大力支持。建議在北方地區(qū)和長江經濟帶適度提高水資源稅額標準，使其真正反映不破壞地下水系的可再生能源特征及相關治理所帶來的社會成本；對以“取熱不耗水”方式(封閉管道同層回灌)開采水熱型和干熱巖型地熱能資源的企業(yè)的水資源稅先征后退；落實水熱型和干熱巖型地熱能開發(fā)利用企業(yè)以及相關設備和材料制造企業(yè)的相關增值稅、房產稅、城鎮(zhèn)土地使用稅優(yōu)惠政策。設立地熱能資源開發(fā)利用專項補貼基金，將水熱型和干熱巖型地熱能開發(fā)利用納入到可再生能源基金補貼范圍內，并按照可再生能源綠色證書制度發(fā)放綠證配額；制定針對利用水熱型和干熱巖型地熱能替代化石能源供熱(制冷)的財政補貼,比照煤改氣政策以熱量(冷量)為單位進行補貼；增強對地熱能開發(fā)利用產業(yè)的扶持，鼓勵地熱能與天然氣、小水電和風電等清潔能源協(xié)同發(fā)展，借鑒霍爾果斯開發(fā)區(qū)經驗，對水熱型和干熱巖型地熱能示范項目和新技術研發(fā)新增投資的企業(yè)給予財政支持。

從雄安建設過程中高質量開發(fā)利用地熱能起步，推動地熱能勘探開發(fā)技術進步及利用水平的提高，梯級高效利用地熱能資源，形成包括發(fā)電、供暖、制冷以及健康醫(yī)療、溫泉旅游、種植和養(yǎng)殖等地熱能產業(yè)體系。盡快將地熱能利用的“雄縣模式”升級為地熱能高質量開發(fā)利用的“雄安模式”，并推廣到全國地熱能資源豐富的地區(qū)。特別是在淮河以南的長江經濟帶地區(qū)，大力推廣利用地熱能實現冬季清潔供暖、夏季清潔制冷，可以極大地提升淮河以南地區(qū)人民的生活質量，同時減少散煤使用，促進環(huán)境治理，建立我國地熱能利用的產業(yè)體系，推動我國能源體系向綠色低碳轉型！