我國(guó)地?zé)峁岚l(fā)展路線(xiàn)

文 | 羅佐縣 宮昊 梁海軍

中國(guó)工程院《中國(guó)地?zé)岙a(chǎn)業(yè)規(guī)劃與布局戰(zhàn)略研究》項(xiàng)目組

地?zé)嶙鳛榉腔茉吹暮笃鹬?，正在表現(xiàn)出強(qiáng)大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

2017年氣荒的出現(xiàn)為可再生能源供熱提供了施展身手的空間。在此形勢(shì)下，地?zé)崾苤匾暢潭日谶M(jìn)一步提升，北方地區(qū)清潔取暖規(guī)劃對(duì)地?zé)嵩诒狈降貐^(qū)清潔取暖中作用的發(fā)揮寄予厚望。地?zé)峁嵩诒狈阶龀晒α?，南移也就有了底氣和資本。預(yù)計(jì)未來(lái)地?zé)峁崾聵I(yè)的發(fā)展將沿著淺層深層并舉，南北結(jié)合，通過(guò)發(fā)揮示范工程領(lǐng)銜引導(dǎo)功能實(shí)現(xiàn)由點(diǎn)到面推進(jìn)的道路前行。

地調(diào)局的最新資源評(píng)價(jià)結(jié)果顯示：全國(guó)地?zé)豳Y源年可開(kāi)采量折合標(biāo)煤26億噸。其中中低溫水熱資源年可開(kāi)采量折合標(biāo)煤18.65億噸，主要分布在華北、蘇北、松遼、江漢等大中型盆地，每年可采資源量折合標(biāo)煤18.28億噸。高溫水熱型資源主要分布在西藏自治區(qū)、云南、四川和臺(tái)灣省。

全國(guó)336個(gè)地級(jí)以上城市淺層地?zé)崮苜Y源每年可開(kāi)采量折合標(biāo)煤7億噸，可用于建筑物供暖和制冷。336個(gè)地級(jí)以上城市80%以上的土地面積適宜利用淺層地?zé)崮?，可?shí)現(xiàn)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。全國(guó)適宜開(kāi)發(fā)淺層地?zé)崮艿牡貐^(qū)主要分布在中東部，包括北京、天津、等13個(gè)?。ㄊ校?。

此外，干熱巖開(kāi)發(fā)潛力巨大，我國(guó)干熱巖資源總量初步評(píng)估折合標(biāo)煤達(dá)856萬(wàn)億噸。若按照國(guó)際通用規(guī)則，開(kāi)發(fā)利用其總量的2%，可利用規(guī)模亦達(dá)17萬(wàn)億噸標(biāo)煤。

地?zé)衢_(kāi)發(fā)利用規(guī)模不斷擴(kuò)大

資源勘查取得進(jìn)展的同時(shí)，我國(guó)地?zé)衢_(kāi)發(fā)利用力度也在逐年加大，地?zé)豳Y源利用量連續(xù)多年位居全球之首。數(shù)據(jù)顯示，2014年我國(guó)地?zé)豳Y源直接利用量達(dá)到48435GW，是美國(guó)地?zé)嶂苯永昧康?倍多。在地?zé)嶂苯永脴?gòu)成中，用于供熱和制冷的地源熱泵利用方式占58%，水熱型地?zé)峁┡?9%，溫泉洗浴占18%。2014年，我國(guó)水熱型地?zé)峁┡壤状纬^(guò)溫泉洗浴，反映出我國(guó)地?zé)豳Y源能源化利用步伐正在加快。

我國(guó)地?zé)崂媒Y(jié)構(gòu)（2014）

淺層地?zé)崂梅矫?，截?014年底全國(guó)淺層地?zé)崮芄┡评涿娣e達(dá)3.92億平方米。地源熱泵機(jī)組總裝機(jī)容量達(dá)11.78GWt，開(kāi)發(fā)利用年增長(zhǎng)率遠(yuǎn)高于世界上其他國(guó)家的增長(zhǎng)速度。目前全國(guó)除港、澳、臺(tái)地區(qū)外，31個(gè)省、自治區(qū)、直轄市均有開(kāi)發(fā)淺層地?zé)崮艿牡卦礋岜孟到y(tǒng)工程項(xiàng)目在運(yùn)營(yíng)，應(yīng)用淺層地?zé)崮苜Y源進(jìn)行供暖和制冷的地源熱泵項(xiàng)目在中國(guó)已經(jīng)超過(guò)7000個(gè)，這些項(xiàng)目多集中在華北和東北地區(qū)，建筑物類(lèi)型主要集中在辦公樓、賓館、醫(yī)院、商場(chǎng)、學(xué)校和住宅等。近年來(lái)長(zhǎng)江及珠江流域附近城市地源熱泵特別是江水源熱泵發(fā)展迅速。

“氣荒”導(dǎo)致地?zé)岚l(fā)展拐點(diǎn)出現(xiàn)

2017年冬季國(guó)內(nèi)大力推進(jìn)“煤改氣”主導(dǎo)的清潔取暖工程之后，全國(guó)大面積出現(xiàn)了天然氣供應(yīng)不足現(xiàn)象。煤改氣雖不是氣荒現(xiàn)象的唯一原因，但應(yīng)該是主要原因之一。

我國(guó)從根本上解決天然氣供應(yīng)短缺問(wèn)題面臨較大的挑戰(zhàn)。政府和業(yè)界已經(jīng)注意到了這個(gè)問(wèn)題并采取了一些措施予以改進(jìn)。從目前的動(dòng)向看，“天然氣+可再生能源”供熱模式預(yù)計(jì)會(huì)在接下來(lái)的清潔取暖過(guò)程中予以推廣，可再生能源供熱的比重會(huì)逐漸增長(zhǎng)。

可再生能源供熱體系中，地?zé)崾欠浅Ｓ懈?jìng)爭(zhēng)力的能源。地?zé)岬膬?yōu)勢(shì)表現(xiàn)在資源量大，分布廣泛，取之不盡用之不竭。相對(duì)于其他可再生能源受季節(jié)、氣候等因素制約的供應(yīng)特點(diǎn)，地?zé)嶙畲蟮奶攸c(diǎn)是供應(yīng)穩(wěn)定。從產(chǎn)業(yè)實(shí)踐方面看，無(wú)論是國(guó)際社會(huì)還是國(guó)內(nèi)，無(wú)論是中深層還是淺層地?zé)峁┡加谐晒Φ膽?yīng)用和實(shí)踐案例。中國(guó)石化在河北雄縣創(chuàng)建的地?zé)峁┡靶劭h模式”就以清潔、安全、環(huán)保為品牌聞名國(guó)內(nèi)外。目前雄縣模式正在有計(jì)劃地向大中城市和農(nóng)村推廣。

2015我國(guó)淺層、中深層地?zé)峁崦娣e

新近發(fā)布的《北方地區(qū)冬季清潔取暖規(guī)劃（2017-2021年）》以及《關(guān)于加快淺層地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)利用 促進(jìn)北方采暖地區(qū)燃煤減量替代的通知》中明確指出地?zé)岚l(fā)展的三個(gè)重點(diǎn)。一是積極推進(jìn)水熱型（中深層）地?zé)峁┡?，在?jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)、環(huán)境約束較高的京津冀魯豫和生態(tài)環(huán)境脆弱的青藏高原及毗鄰區(qū)，將地?zé)崮芄┡{入城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)范疇，集中規(guī)劃，統(tǒng)一開(kāi)發(fā)。到2021年供暖面積達(dá)5億平米。二是大力開(kāi)發(fā)淺層地?zé)崮芄┡?，在京津冀魯豫的主要城市及中心城?zhèn)等地區(qū)，優(yōu)先發(fā)展再生 水源，積極發(fā)展地源，適度發(fā)展地表水源，鼓勵(lì)采用供暖、制冷、熱水聯(lián)供技術(shù)，在替代民用散煤供熱（冷）方面發(fā)揮積極作用。到2021年供暖面積達(dá)5億平米。三是繼續(xù)做好工業(yè)余熱回收供暖，對(duì)具備工業(yè)余熱供熱的工業(yè)企業(yè)，鼓勵(lì)其采用余熱余壓利用等技術(shù)進(jìn)行對(duì)外供暖。到2021年供暖面積達(dá)2億平米（不含電廠(chǎng)余熱）?！皻饣摹爆F(xiàn)象使得地?zé)崽S式發(fā)展的拐點(diǎn)正在出現(xiàn)。

地?zé)峁岚l(fā)展路線(xiàn)圖設(shè)想

從地?zé)峁峒夹g(shù)路徑看，首先是地?zé)峁釕?yīng)該走淺層地?zé)峁崤c中深層供熱齊頭并進(jìn)道路。具體思路是有中深層資源的地區(qū)，在確?；毓鄺l件下應(yīng)優(yōu)先開(kāi)發(fā)中深層資源，比如中國(guó)石化在河北雄縣的地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)就做的非常成功，目前已在城區(qū)實(shí)現(xiàn)地?zé)峁┡娣e600多萬(wàn)平方米，實(shí)現(xiàn)地?zé)峁┡闩欧?，零污染，取熱不取水。目前這種模式在雄縣周邊的農(nóng)村地區(qū)也有一定的推廣和嘗試。中石化在雄縣地?zé)衢_(kāi)發(fā)取得成功之后計(jì)劃在“十三五”時(shí)期在全國(guó)再建20個(gè)無(wú)煙城。在中深層資源不具備的地區(qū)，可考慮大力推廣淺層地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)利用。淺層地?zé)崮芊植紡V泛，不僅涵蓋土壤熱源，還包括地表水、城市污水、江河湖泊水源一級(jí)工業(yè)余熱等熱源，具有大面積推廣利用的資源基礎(chǔ)。過(guò)去一致認(rèn)為淺層地?zé)衢_(kāi)發(fā)利用在我國(guó)的適宜區(qū)主要在中東部，但是近年國(guó)內(nèi)一些企業(yè)先后在西藏、黑龍江等極寒地區(qū)也取得了淺層地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)突破，這些突破和進(jìn)展對(duì)今后極寒地區(qū)淺層地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)有重大的示范意義。

其次是地?zé)峁嵩趨^(qū)域布局方面將表現(xiàn)出南北結(jié)合，由北向南推進(jìn)特點(diǎn)。目前的發(fā)展態(tài)勢(shì)是不僅北方地區(qū)冬季需要供暖，傳統(tǒng)的夏熱冬冷地區(qū)供暖呼聲也日益高漲。進(jìn)入本世紀(jì)以來(lái)，南方屢發(fā)雨雪冰凍天氣使得南方地區(qū)加強(qiáng)冬季供暖的呼聲日益高漲。目前在南方部分城市已經(jīng)開(kāi)始了地?zé)峒泄┡?。比如南京一些小區(qū)的冬季供熱就是依靠水源熱泵方式，水源是長(zhǎng)江水。地?zé)豳Y源分布廣泛，特別是淺層地?zé)豳Y源可以大面積利用。隨著地?zé)嵩诒狈降貐^(qū)清潔取暖中的作用的發(fā)揮，地?zé)岬墓釁^(qū)域?qū)⒉粩鄶U(kuò)大，由北向南。

再次是發(fā)展地?zé)峁釕?yīng)重視示范工程的引領(lǐng)功能，這是技術(shù)路線(xiàn)。地?zé)峁崮壳坝信畈l(fā)展之勢(shì)，但發(fā)展規(guī)模畢竟較小，尚處于起步階段，因此應(yīng)有意識(shí)的樹(shù)立一些示范工程并將其發(fā)展模式予以推廣，比如雄縣模式。從經(jīng)濟(jì)角度看，地?zé)衢_(kāi)發(fā)利用目前面臨的最大挑戰(zhàn)是初投資高，投資回收期長(zhǎng)，但運(yùn)行起來(lái)則具有運(yùn)行成本低的優(yōu)勢(shì)。因此，發(fā)展地?zé)峁嵝枰獜恼?、技術(shù)創(chuàng)新、管理方面入手，結(jié)合地?zé)峁岬奶攸c(diǎn)，為其發(fā)展創(chuàng)造適宜的生存“土壤”。

加快地?zé)峁岚l(fā)展的保障措施

一是明晰地?zé)岬哪茉磳傩?，消除多頭管理現(xiàn)象。實(shí)踐中遇到的一個(gè)涉及管理體制和運(yùn)行機(jī)制的突出問(wèn)題是水務(wù)管理部門(mén)和礦產(chǎn)資源管理部門(mén)關(guān)于地?zé)峁芾淼穆毮芙徊妫@已影響地?zé)衢_(kāi)發(fā)進(jìn)程，如要求地?zé)衢_(kāi)發(fā)企業(yè)辦理采礦許可證和取水許可證就是之一。90年代國(guó)務(wù)院法制局《國(guó)務(wù)院法制局關(guān)于勘查、開(kāi)采礦泉水地下熱水行政管理適用法律有關(guān)問(wèn)題和復(fù)函》指出地?zé)峋哂兴Y源和礦產(chǎn)資源的雙重屬性，地?zé)衢_(kāi)發(fā)適用于《中華人民共和國(guó)礦產(chǎn)資源法》、《中華人民共和國(guó)礦產(chǎn)資源法實(shí)施細(xì)則》和礦產(chǎn)資源補(bǔ)償費(fèi)征收管理規(guī)定。但當(dāng)年中編辦印發(fā)的《關(guān)于礦泉水地?zé)崴芾砺氊?zé)分工問(wèn)題的通知》認(rèn)定地?zé)峋哂兴Y源和礦產(chǎn)資源的雙重屬性，要求地?zé)衢_(kāi)發(fā)辦雙證（即取水許可證、采礦許可證）。政出多門(mén)導(dǎo)致地?zé)峁芾磔^為混亂，如今各地的管理也是千差萬(wàn)別，非常不利于地?zé)岽蟀l(fā)展。就發(fā)展趨勢(shì)看，地?zé)衢_(kāi)發(fā)應(yīng)建立主管和協(xié)管機(jī)制，礦產(chǎn)資源管理部門(mén)主管，水務(wù)管理部門(mén)協(xié)管，取消多頭收費(fèi)，減輕企業(yè)負(fù)擔(dān)。

二是加快全國(guó)地?zé)峁芾砥脚_(tái)建設(shè)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制定。業(yè)界普遍呼吁建立全國(guó)地?zé)峁芾硇畔⑵脚_(tái)，并希望借助該平臺(tái)掌握地?zé)岙a(chǎn)業(yè)發(fā)展最新動(dòng)態(tài)與需求。平臺(tái)的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)也可以為相關(guān)決策部門(mén)提供地?zé)岙a(chǎn)業(yè)宏觀(guān)調(diào)控、規(guī)劃制定和政策動(dòng)態(tài)調(diào)整最前沿的“窗口”信息。目前地?zé)岙a(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模較小，發(fā)展較為初級(jí)，無(wú)論是地?zé)峁徇€是發(fā)電均缺乏規(guī)范的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，需要加快制定?？蓪⒁恍┏晒\(yùn)行的項(xiàng)目視為地?zé)衢_(kāi)發(fā)利用的示范工程，通過(guò)總結(jié)其發(fā)展經(jīng)驗(yàn)和規(guī)律，特別是技術(shù)和管理方面的亮點(diǎn)，提取行業(yè)發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范制定的有效元素。

三是盡快形成國(guó)家與地方兩級(jí)規(guī)劃體系，加大地?zé)峁嵴叻龀至Χ?。全?guó)地?zé)崾灏l(fā)展規(guī)劃已經(jīng)出臺(tái)，北京、河北也已經(jīng)率先出臺(tái)本省市的地?zé)岚l(fā)展的十三五規(guī)劃。建議各地在國(guó)家規(guī)劃的基礎(chǔ)上續(xù)出臺(tái)本地區(qū)地?zé)岚l(fā)展十三五規(guī)劃，明確發(fā)展目標(biāo)和技術(shù)路線(xiàn)，形成國(guó)家與地方兩級(jí)地?zé)岚l(fā)展規(guī)劃體系，并以國(guó)家和地方規(guī)劃為基礎(chǔ)出臺(tái)相關(guān)扶持政策。結(jié)合發(fā)展路線(xiàn)圖，近中期應(yīng)重點(diǎn)研究制定地?zé)峁岱龀终?，鼓?lì)按照因地制宜原則發(fā)展地?zé)峁幔膭?lì)中深層與淺層地?zé)峁釁f(xié)同發(fā)展，鼓勵(lì)建立集地?zé)崤c天然氣、其他可再生能源于一體的多能互補(bǔ)的分布式能源供熱項(xiàng)目建設(shè)。

四是重視地?zé)峁彡P(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用技術(shù)是一門(mén)多學(xué)科的綜合技術(shù)，技術(shù)難度較大。盡管在過(guò)去幾年的快速發(fā)展進(jìn)程中，國(guó)內(nèi)地?zé)峤缭诘責(zé)衢_(kāi)發(fā)利用技術(shù)方面取得了一定程度進(jìn)展，但依然有不少技術(shù)難題需要攻克。當(dāng)前地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用無(wú)論是淺層、中深層還是干熱巖資源開(kāi)發(fā)利用均面臨重大技術(shù)挑戰(zhàn)。比如淺層資源供熱和制冷過(guò)程中遇到的熱平衡和冷堆積問(wèn)題，中深層資源的地?zé)崴毓鄦?wèn)題以及干熱巖開(kāi)發(fā)的靶區(qū)定位、人工壓裂以及微地震技術(shù)等。對(duì)這些影響地?zé)嵘疃乳_(kāi)發(fā)利用的重大關(guān)鍵技術(shù)，需要依據(jù)地?zé)岚l(fā)展目標(biāo)制定相應(yīng)的技術(shù)發(fā)展路線(xiàn)圖，明確各個(gè)節(jié)點(diǎn)目標(biāo)，開(kāi)展相關(guān)研究和生產(chǎn)時(shí)間并制定落實(shí)好保障措施。

五是加大地?zé)釋?zhuān)業(yè)人才隊(duì)伍培養(yǎng)力度。人才隊(duì)伍的形成是地?zé)岚l(fā)展的決定性因素。目前參與地?zé)岙a(chǎn)業(yè)的各類(lèi)經(jīng)濟(jì)主體中，除相關(guān)管理機(jī)構(gòu)外，相關(guān)行業(yè)協(xié)會(huì)和科研機(jī)構(gòu)也逐漸涌現(xiàn)。如2012年天津大學(xué)成立了中低溫?zé)崮芨咝Ю媒逃恐攸c(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，部分高校還計(jì)劃開(kāi)設(shè)地?zé)釋?zhuān)業(yè)研究生教育等。目前地?zé)岙a(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中暴露的很多問(wèn)題與人才的缺乏有很大關(guān)系，應(yīng)該建立科學(xué)有效的地?zé)釋?zhuān)業(yè)人才形成機(jī)制，借助科研院所、行業(yè)聯(lián)盟等機(jī)構(gòu)的力量，加大對(duì)地?zé)釋?zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)力度。