地热在北方清洁取暖中的角色定位

罗佐县+梁海军+何铮+宫昊

经过实践检验的地热能，将在清洁能源替代的过程中发挥重要的作用。地热供暖在北方的商业化前景究竟如何？本文或许能帮助你做出准确的判断。

2016年12月中央第14次财经工作会议将北方清洁取暖列为重大民生工程。2017年两会期间，政府工作报告对此予以重申。可以预见，未来北方清洁供暖工作力度会进一步加大，由此导致的能源结构调整也会提速。值得指出的是，《国家地热能开发利用“十三五”规划》正好是在这一时期出台。《规划》提出“十三五”时期地热开发利用重点之一是供暖，提出到2020年新增供暖面积11亿平方米，较2015年增长了2倍。这一规划目标与与北方清洁供暖的发展形势高度契合。

资源基础

“十二五”时期，国土资源部中国地质调查局组织了6000多家单位对全国地热资源开展了系统评价。此次评价完成了全国336个地级以上城市的浅层地热能、全国31个省（市、自治区）水热型资源调查。评价数据显示：全国地热资源年可开采量折合成标煤为26亿吨，干热岩资源总量初步估计折合标煤856万亿吨。中国水热资源每年可开采量折合标煤18.65亿吨，以中低温为主，高温为辅。中低温水热型资源主要分布在华北、苏北、松辽、江汉等大中型盆地，每年可采资源量折合标煤18.28亿吨。其余山地丘陵区中低温地热资源折合标煤0.19亿吨。全国336个地级以上城市浅层地热能资源每年可开采量折合标煤7亿吨，可用于建筑物供暖和制冷。336个地级以上城市80%以上的土地面积适宜利用浅层地热能，可实现建筑物夏季制冷面积326亿平方米，冬季供暖面积323亿平方米。全国适宜开发浅层地热能的地区主要分布在中东部，包括北京、天津、河北、山东、河南、辽宁等北方传统供暖区。

北方供暖实情

1.集中供暖

北方冬季供暖主要有集中供暖和分散供暖两种形式。集中供热主要发生在城市，实施的途径主要有热电联产、燃煤锅炉以及燃气锅炉。近年出于保护大气环境需要，各地燃气锅炉供暖方式开始逐渐替代燃煤锅炉，燃煤供暖比例处于下降状态。但是我国的煤炭消费基数较大，虽然开展了燃煤替代，燃煤锅炉的使用比例依旧处于较高水平，目前燃煤锅炉供暖面积比例大约北方城镇供热面积的45%，可再生能源占比仅为2.6%。

除了热电联产及锅炉供暖方式之外，北方少数地区的集中供暖依靠地热。比如中石化在河北雄县开发的地热供暖项目供暖面积达到了数十万平方米，利用的是中深层水热资源。总体看来，相比全国主要供暖形式及供暖面积指标，北方地区地热集中供暖的面积占总面积比例总体处于非常低的水平。

2.分散供暖

分散供暖主要发生在农村，城镇也有少数地区依靠分散供暖。之前的供暖形式主要是依靠家用煤炉，目前看来这一部分散煤燃烧是造成北方大气环境污染的重要因素之一。近年国家在北方农村地区实施煤改气、煤改电工程以替代散煤。2016年第14次财经工作会议后力度有所加大。除了分散供暖之外，部分农村地区近些年实现了依靠地热资源向集中供暖的转变，比如河北雄县的某些自然村就实现了地热集中供暖，效果非常好。中石化在河北雄县的地热供暖项目取得成功之后，下一步的发展计划是将雄县的供暖模式向大中城市和农村两头延伸。当然前提是延伸的地区要有资源基础。雄县的沙辛庄等自然村其实就是很好的一种尝试，目前已经取得成功。

地热供暖的定位

如前所述，地热供暖目前无论是在城市还是农村均有成功尝试和实践，但就其规模看还不具备竞争优势。究竟如何定位未来的地热供暖在北方清洁供暖中的地位，既需要看资源条件，也需要看地热供暖相对于其他供暖方式的比较优势和劣势。

1.比较优势

一是清洁环保。相对燃煤、燃气以及电供暖方式，地热供暖最大的优势就在于清洁环保。在水热型资源基础具备的地区，只需要消耗极少的电力就可以实现居民区的集中持续供暖，基本上可以视为零排放。燃煤锅炉方式以及散煤燃烧会产生大量的二氧化碳及其他污染物排放，燃气供暖虽然排放程度较燃煤供暖要低，但不能完全杜绝排放；煤改电使用的电力要么来自煤炭，要么来自天然氣，属于二次能源，在其生产过程中存在污染问题。热电联产供热方式虽然相对燃煤锅炉提高了能源利用效率，但仍排放大量二氧化碳，对我国节能减排工作形成较大压力。根据中电联统计，2014 年全国全口径发电量56045亿千瓦时，全口径发电二氧化碳排放强度为645 克/千瓦时，推测得出中国电力行业二氧化碳排放量约为36.12亿吨，约占全国总排放的37.31%。地热供暖特别是水热型地热供暖属于直接利用，清洁程度高。浅层地热能利用主要通过以地埋管形式从土壤中取热，通过打井提取地下水予以加热，然后通过热泵从水中取热。浅层地热能的利用一般需要消耗电能对地埋管中的水或者是地下水予以加热，到一定温度后方能取得供暖效果。这种模式如果用于替代散煤，其实就是煤改电的一种形式。如果燃煤替代涉及到热泵技术应用，地热供暖和煤改电会有很多交集。

二是供应稳定。如前所述，我国336个地级以上城市80%以上的土地面积适宜利用浅层地热能，地热资源分布面广。水热型地热资源分布虽不像浅层资源分布那么广泛，但是在资源基础具备的地区，在确保回灌技术实施条件下，资源的供应会非常稳定，这一点是热电联产和天然气供暖所无法比拟的。我国电力供应总体充足，但是热电厂分布不平衡，造成热源供应不稳定。北京、济南和石家庄等大城市普遍存在热电厂容量难以满足快速增长的城市供热负荷的需求；而更多中小城市则存在热电厂供热容量过剩现象，一些300MW大机组仅仅承担200-300万平米的供热面积，没有发挥出热电联产的优点。此外，由于国内天然气管网设施不完善以及价格改革滞后等原因，天然气在全国的供应时不时会出现问题，造成“气荒”。一旦出现气源紧张，燃气供暖自然得不到保障。

2.地热供暖的劣势

地热供暖有其优势，但其缺点同样不可回避，突出的表现在开发利用成本方面。无论是中深层地热供暖还是地源热泵方式供暖，成本要高于燃煤、燃气锅炉以及热电联产供暖方式，特别是前期建设费用。笔者对北方某地进行调研时发现，依靠中深层地热和依靠地源热泵实现浅层地热利用的集中供暖基建投资成本分别为200元/平米和240元/平米，远高于燃煤锅炉、燃气锅炉供暖方式基建投资，与热电联产供热考虑修建管道至居民区的投资在内的成本相当。农村供暖方面的投资也比较类似。笔者在雄县调研时发现，依靠地热实现集中供暖的自然村的前期基建投资要远高于煤改气、煤改电的基建投资。

第二个方面的劣势表现在资源的勘查和发现周期长，而天然气供应和电力供应则不存在这个问题，当然前提是气电供应没有短缺。地热资源的勘探开发周期较长，有一定的勘探失败率。在预期不明确的条件下，投资商对于未来的收益会有所顾虑，这一点会影响到各界对地热产业投资的积极性。客观地讲，过去数年各地方政府出台的有关吸引地热投资的法规不少，但地热的投资并不兴旺。究其原因，根源应该在于成本过高和勘查周期漫长。此外水热型地热资源不像浅层地热能那样广泛，对选址有特殊要求，这一点是其短板。不像煤改气和煤改电过程那样具有普遍适用性，只要气电能送达的地区基本都可以实施工程改造。

3.如何定位地热供暖

如前所述，地热供暖优势很明显，短板也不容忽视。如果说短板和长板旗鼓相当，难分伯仲，此时就需要有第三方力量的介入以改变均衡与相持。这个第三方力量在当前这个特殊时期就是大气污染治理。地热供暖成本虽高，但目标指向全国人民最关心的大气污染治理问题。《可再生能源发展十三五规划》明确提出到2020年全国可再生能源占一次能源消费比重达到15%，较2015年增长3个百分点。在这三个百分点中，地热三分天下有其一。《地热能开发利用“十三五”规划》提出到2020年地热能年利用量7000万吨标准煤，地热能供暖年利用量4000万吨标准煤，相当于减排1亿吨二氧化碳。京津冀地区地热能年利用量达到约2000万吨标准煤，减排近5000万吨二氧化碳。由此可见，地热事业从其诞生之日起就肩负着煤炭替代的使命。鉴于我国当前大气污染现象严重，对地热供暖的环境治理功能应予以积极肯定。在此形势下，即使付出一些较高的成本也是值得的。

北方地区清洁取暖发展趋势

一方面，北方地区清洁取暖应该坚持“去煤化”思路不动摇；另一方面，鉴于我国幅员辽阔，各地经济发展水平不均衡，电网、天然气基础设施建设还不够完善以及地热资源丰富现状，北方地区清洁取暖应坚持多元化发展道路。在宜气则气，宜电则电的基础上，还应增加“宜热则热（地热）”原则，做到热、气、电协同发展。从清洁取暖工程的实施情况看，煤改电与煤改地热其实有很大程度的交集，不能完全割裂开来。比如通过地源热泵方式对浅层地热能的利用某种程度上说也可以视为煤改电工程。

重视特殊地区的开发利用，必要时可加大开发力度。清洁取暖应突出重点地区的大气污染防治，特别是京津冀地区。根据《京津冀及周边地区2017年大气污染防治工作方案》，北京市、天津市以及河北省等28个城市被确定为京津冀大气污染传输通道城市。这些城市当中有不少已经设立了禁煤区。而根据国内地質调查机构的数据，这一通道正好是国内地热资源的富集区，应本着因地制宜的思路予以开发利用，加大力度。

地热开发利用对环境友好，这一点在地热开发利用示范区已经得到验证。广大地热供暖用户深切感受到了地热供暖的效果。当然，从事地热供暖的企业的经济负担不能视而不见。目前的地热在一次能源中占比很低，不能与气电相提并论，但其潜力确实不可小觑，应在政策扶持方面予以重视。目前的地热供暖企业在当前的地热供暖收费水平下基本是在负重前行。自从北方地区清洁取暖被列为重大民生工程及各地设立禁煤区以来，各地煤改气、煤改电政策纷纷出台，加大了对用户和企业如的补贴力度。这些政策中的部分条款虽然也涉及到地热，但主要是针对浅层地热能开发，并不全面系统。中深层地热资源供暖该享受什么政策目前就是空白。笔者在调研中获悉，有企业在从事中深层地热管项目，目前的供暖收费仅能维持日常运营，之前发生的管网、钻井等基础设施大额投资目前还没有享受到同煤改气、煤改电一样类似的补贴。综合比较煤改气、煤改电以及煤改地热的各种优劣势，当前应该加大对煤改地热的政策扶持力度，扶持力度应该高于煤改气电。

由于地热资源开发利用周期长，投资较大，应充分吸收各类社会资本进入到这个领域。《地热能开发利用“十三五”规划》明确提出要创新地热运营模式，大力推广PPP等经营模式，未来的政策改革除加大对地热开发利用扶持和补贴之外，还应将关注重点转移到地热管理体制和运行机制方面来。这样地热供暖的舞台才会更加广阔。