2022年我国地热能发展进展及建议

陈 龙，乔 勇，张益国，姜 海

(1.水电水利规划设计总院有限公司，北京 100120；2.中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司，贵州 贵阳 550081)

地热资源是指能够被经济利用的地球内部的地热能、地热流体及其有用组成部分，是一种可再生的能源，具有稳定、清洁、环保、利用系数高等特点。目前可利用的地热能主要包括通过热泵技术开采利用的浅层地温能、通过天然通道或钻井直接开采利用的水热型地热能以及干热岩体中的地热能[1]。我国在地质构造上处于欧亚板块的东南部，东部与太平洋板块相连，西南与印度洋板块相接，其特有的大地构造部位和现代板块运动形成了我国独特的地质构造，决定了我国地热资源的形成和分布格局。我国地热资源的分布具有3大特征：浅层地热资源在全国广泛分布、中深层地热资源主要分布于沉积盆地和板内地壳隆起区、高温地热资源主要分布于喜马拉雅地热带和台湾地区[2]。

我国地热资源以直接利用为主，利用总量连续多年位居全球之首[3]，利用结构与世界水平类似。在地热直接利用构成中，地源热泵利用方式占58%，地热供暖占19%，温泉洗浴占18%[4]。地热间接利用主要为地热发电，我国地热发电发展滞后，与地热产业发达国家有较大差距[5]。为深入贯彻落实《关于促进地热能开发利用的若干意见》(国能发新能规〔2021〕43号)要求，地热行业管理部门和产业链上下游企事业单位全面发力，在地热勘探开发、科技创新、行业管理等方面取得实质性进展，地热产业发展迎来了黄金发展机遇。

1 地热勘探开发进展

1.1 地热资源勘查全面布局

2022年，我国积极布局地热资源勘查工作，超过11省(直辖市)将地热资源勘查作为重点工作纳入各类发展规划，加大地热资源的勘探投入，为摸清资源量提供支撑。地热资源勘探多处开花，探明储量持续增加，进一步提高了地热资源的持续供给能力。河北雄安新区累计发现地热流体总储量377亿m3，在采灌均衡条件下，地热流体可采量为4亿m3/a。地热流体年可开采热量10 104万GJ，全区浅层地热能赋存条件较好，地源热泵换热总功率夏季983万kW，冬季552万kW，总换热能力折合标准煤400万t/a[6]。山东烟台市城市地质调查——浅层及中深层地热资源调查评价结果显示，城市规划区浅层地温能开发利用的年度总能量约为1.56亿GJ，采用浅层地温能供暖与制冷相当于每年节约标煤量311万t，可以保证将近1.4亿m2供热需求。

全国多地地热勘查工作在勘探空白区取得突破。湖北孝南朱湖成功探获地热资源，地热井深1 120 m左右，出水量936 m3/d，井口出水温度46.5 ℃，填补了孝感市中深层地热资源的空白。湖南永州双牌县通过2 018 m地热定向钻井，成功探获水量500 m3/d、水温49 ℃的地热资源，打破该地区地热资源匮乏的认识。山西大同平城区地热钻探取得突破性成果，井口出水温度55 ℃以上，出水量1 200 m3/d左右，预计单井供暖面积可达10万m2。

1.2 地热能开发规模化高质量发展

《关于促进地热能开发利用的若干意见》提出了2025年地热能供暖(制冷)面积比2020年增加50%，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[7]。2022年以来，多省对地热规模化利用提出了新的要求，明确了地热规模化开发利用目标。各省(自治区、直辖市)将地热规模化利用纳入地方“十四五”规划，明确具体发展目标和重点任务，地热规模化利用踏上新征程。河南省提出积极推动地热供暖制冷，打造千万平方米级地热能供暖示范区。甘肃省张掖市提出打造张掖市地热资源综合利用示范区，推动地热资源开发利用工作全方位提升和优化，探索可复制、可推广的地热资源综合利用模式和经验。云南省大理州发布地热能产业三年行动计划，将地热能产业列为大理州发展重点新能源产业之一，探索大理州地热能勘查开发和综合利用模式，建设“云南大理国家级热能高质量发展示范区”。

南方省份重点开发浅层地热能。湖北省提出在武汉、襄阳、宜昌、十堰等地区，积极推广浅层地热能供暖和制冷应用，新增地热能供冷供热应用建筑面积1 900万m2，至2025年达到5 000万m2。四川省提出到2035年，地热规模化效益凸显，浅层地热能利用面积达到2 000万m2，水热型地热资源利用量达5 000万m3以上。贵州省明确提出，加快发展地热能产业，重点发展浅层地热能供暖制冷，探索中深层地热能多元梯级综合利用，到2025年，地热能供暖制冷面积达到2 500万m2以上。

北方省份中深层地热资源丰富，以供暖为主，重点开发中深层地热能。天津市提出到2025年，地热资源开发利用总量力争达到8 000万m3，供热面积达到6 000万m2。山西省人民政府办公厅发布的关于全面推动地热能产业高质量发展的指导意见，指出：到2025年，地热能供暖(制冷)面积比2020年增加50%以上；初步建成阳高—天镇高温地热能分级利用(发电、城乡供暖、生态农业、医疗康养等)综合示范基地，到2035年，地热能供暖(制冷)面积比2025年翻一番以上。吉林省提出在工业开发区、旅游景区、新建住宅区、政府投资公共建筑等领域开展中深层地热能利用，打造“全域地热三峡”，2025年，地热资源供热面积达到700万m2。

1.3 地热投资建设方向多元化

深井换热供暖、江水源热泵供暖制冷、气田伴生地热水发电以及农村地热供暖等示范利用项目多点开花[8]，示范利用场景包括：交通枢纽中心、商务区、学校、农村等，示范效应初步形成。

深井换热供暖投资建设从陕西兴起，逐渐在北京、河南等地示范利用。北京首个中深层井下换热供暖项目成功落地城市副中心站交通枢纽，该项目采用中深层地热井同轴换热技术，预计能够承担不少于2.5万m2建筑面积的供热需求。湖北武汉建成了省内首个“江水空调”能源站，总供能面积210万m2，能源站采用江水源热泵以及蓄能技术，满足商务区及学校建筑全年空调冷热水以及生活热水需求。四川遂宁利用天然气井(磨溪X210井)采出的伴生地热资源开展发电利用，油气行业利用自身资源和技术优势发展新能源迈出了更加坚定的步伐。江苏首个农村地热供暖示范项目位于沛县，该项目围绕地热开发与乡村振兴和城乡融合发展，开展地热供暖利用，单井可实现冬季供暖面积3.87万m2，为苏北地区清洁能源利用和绿色经济发展提供样板，为服务全省“双碳”目标实现、助力乡村振兴提供有力支撑。

2 技术进展

2.1 中深层地热开发技术取得新突破

中深层地热开发一直是地热开发的重要突破方向，面临着一系列技术难题，2022年以来，深部热储改造、深井换热技术等领域取得新突破，为地热高效开发提供技术支撑。

国家重点研发计划课题《深部地热资源动态评价方法与储层改造增产关键技术》取得重要突破。课题开展深部低渗透性碳酸盐岩热储水力喷射压裂裂隙起裂-扩展机理及裂隙形态研究，实施碳酸盐岩热储增产改造技术攻关。研究成果应用于雄安新区容城凸起高于庄组热储改造工程，对埋深4 000 m的地热储层实施喷射+酸化压裂综合增产改造，改造后单井产能增加54%。

中深层地热地埋管管群供热系统成套技术解决了深部井下高效换热难题，该技术通过地下2～3 km的中深层地埋管换热器套管内部流动介质的闭式循环抽取深部岩土内的赋存热量，并进一步通过热泵技术提升能量品位后经输配系统向建筑供热，是一种新型供热技术。从热源系统设计、关键技术装置及智慧管控、末端严密性等方面开展研究，为中深层地热地埋管管群供热提供成套技术方案。该技术已在西安交通大学科技创新港科创基地成功应用，总供暖负荷75.69 MW，建设6座分布式能源站，可满足创新港科教板块159万m2建筑供能需求，连续多个采暖季供暖效果良好。

2.2 地热装备制造国产化水平稳步提高

地热行业的发展助推装备技术创新，在地热智能钻机、地热防腐蚀结垢、余热回收等技术装备取得突破。

全国产智能地热钻机首次整机出口日本，标志着中国钻机自动化控制水平得到国际高端市场认可，这是我国全国产自动化机具第一次打破国外垄断。我国地热用管腐蚀试验取得新进展。地热水矿化度高，含有大量腐蚀、结垢离子，管材及地热设备易被腐蚀结垢。很多地区，地热管材的腐蚀结垢问题是影响地热持续高效开发的关键因素。我国地热用管腐蚀试验选用多区域典型的工况，开展不同地热用管选材腐蚀试验研究，为进一步开发耐地热水域环境腐蚀性能优良的管材提供了充分的数据支撑。中国船舶七二五所中船双瑞(洛阳)特种装备股份有限公司自主研发制造的地热水余热深度回收系统在天津热力紫金地热井深度利用项目顺利运行，推动供暖热效率提升达38%，相关技术填补国内行业空白。

2.3 标准规范体系逐渐完善

2022年，能源行业地热能专业标准化技术委员会发布了3项地热标准规范征求意见稿，包括：《砂岩地热井防砂完井技术规程》《分体式地埋管地源热泵系统工程技规程》《地热储层岩石对流换热试验测试方法》，进一步完善了我国地热标准规范体系。部分地区也发布了地方标准规范，北京市发布了5项地热规范，包括《再生水热泵系统工程技术规范》《地埋管地源热泵系统工程技术规范》《中深层地热供热技术规范(井下换热)》《中深层地热供热工程技术规范 (水热)》《地热动态监测规范》，为地方地热行业规范发展提供强有力支撑；山西省《浅层地源热泵系统工程技术规范》《中深层地热供热工程技术规范》两项地热规范于2022年开始实施。

3 开发管理进展

3.1 规划引领地热产业高质量发展

多措并举重视地热开发利用，通过地热规划、发布促进地热开发指导意见、出台地热开发利用指南等措施促进地热产业规模化高质量发展。河北省、四川省、贵州省出台十四五地热专项规划，确定发展目标，重点布局地热勘查、开发利用和产业发展；河南、湖北、天津、安徽等11省将地热规划融入能源规划、矿产资源规划、建筑节能规划等，将地热作为发展非化石能源的重要任务，明确重点发展方向。

河北省、山西省、青海省能源主管部门联合相关部门发布发促进地热产业发展的指导意见，要求高度重视地热开发，提出发展目标，明确重点任务、各职能部门的具体分工、产业支持政策，为地热高质量发展提供指导。山西省自然资源厅发布《山西省地热能分级分类利用指南(试行)》，内容主要包括省内地热资源的分布、开发利用方向，不同利用方向的分区，让地热开发市场主体有章可循。上海规划和自然资源局发布了上海市浅层地热能开发利用详细分区指引导则，导则包含11个行政分区208个详细分区，根据浅层地热能资源禀赋资料，将工作区域划分为开发利用区、限制开发区和禁止开发区进行管理，引领地热产业高质量发展。

3.2 政策促进地热产业向好发展

地热产业的政策支持是促进地热规模化发展的重要因素，地热矿业权审批程序复杂、矿业权价款高、地热项目用水用电价格及资金奖补缺位等也一直是阻碍地热规模化开发的因素[9]。为了解决发展障碍，充分激发市场主体活力，国家和地方出台了相关产业支持政策，促进地热产业向好发展。

自然资源部、生态环境部、国家林业和草原局三部门联合发布《关于加强生态保护红线管理的通知(试行)》(自然资发〔2022〕142号)，提出原在生态红线范围内的地热矿权，在不超出已经核定的生产规模、不新增生产设施的前提下继续开采，可办理采矿权延续[10]。自然资源部和农业农村部发布的《关于加强和改进永久基本农田保护工作通知》(自然资规〔2019〕1号)中提出，地热开采不造成永久基本农田损毁、塌陷破坏的，可申请新设矿业权[11]。财政部办公厅、住房城乡建设部办公厅等部门联合印发《关于组织申报2022年北方地区冬季清洁取暖项目的通知》(财办资环〔2022〕4号)，通知指出：中央资金主要支持有关城市开展地热能等多种方式清洁取暖改造项目，对纳入支持范围的城市给予清洁取暖改造定额奖补，连续支持3年，每年奖补标准为省会城市7亿元、一般地级市3亿元[12]。

各省积极推动地热矿业权出让，贵州等省将地热矿业权出让权限下放到地级市自然资源管理部门，试点推行地热“净矿”出让，直接出让采矿权。河北省提出“取热不取水”地热项目无须办理采矿权手续，山西省大幅降低地热矿业权出让价款，地热水采矿权价款从2.7元/m3降至0.2元/m3。山西省人民政府办公厅发布《关于全面推动地热能产业高质量发展的指导意见》(晋政办发〔2022〕68号)[13]，意见指出：加大省级财政投入，对地热勘查开采用地、用林，给予优先保障，在空间规划、用地指标上优先安排；将地热能供暖制冷纳入城镇基础设施建设，在市政工程建设用地、用水、用电价格等方面给予支持。

3.3 地热开发利用管理趋于规范

各级人民政府有关部门直面行业痛点，出台指导意见、管理办法、标准规范，逐步理顺地热开发利用管理，地热开发利用管理趋于规范。

河北省、山西省、青海省相关部门出台促进全省地热能开发的指导意见，进一步规范的地热项目的审批备案、取水许可以及矿业权办理等相关管理流程，明确地热开发各阶段管理的责任单位及任务，阐明存量地热项目和新增地热项目分级管理要求。河北、重庆、河南、辽宁营口、山东滨州等地出台有关地热资源管理办法、地热资源勘查开发监测技术标准规范等，进一步规范市场开发主体的地热开发行为，为地热产业健康可持续发展保驾护航。

3.4 全国地热能信息化管理从无到有

地热开发利用项目信息化是行业管理的重要抓手。2022年8月，国家能源局综合司发布了《关于加快推进地热能开发利用项目信息化管理工作的通知》(国能综通新能〔2022〕83号)[14]。为贯彻落实通知精神，国家可再生能源信息管理中心搭建了首个国家级的地热信息化管理平台，同时积极对接各省级能源主管部门，在31个省(自治区、直辖市)开展了地热项目信息统计工作，其中河北、河南、贵州、天津、山西、江苏、安徽等多个省份地热能项目信息化管理工作成效突出，全国地热能项目信息化管理迈出坚实一步。地热能项目信息化管理为行业主管部门了解地热能开发现状和趋势提供数据支撑，为中国地热行业高质量发展奠定坚实基础[15]。

4 发展建议

4.1 加强地热资源勘查评价

组织开展重点区地热资源的勘查与评价，查明水热型地热资源的分布、热储特征、资源量等；开展重点区浅层地温能勘查评价，针对水源(地下水、污水)热泵及地埋管地源热泵分别开展适应性分区评价；并对地热资源开采技术经济条件做出评价。将勘探评价数据统一纳入数据管理平台，各省公开发布地热资源分步及开发利用分区图，为合理高效开发利用提供科学依据，使市场主体能够按图索骥，瞄准开发区域，精准开发，高效开发。

4.2 积极推动地热高质量示范区建设

在地热资源较好地区，积极推动地热高质量示范区建设。示范区将地热供暖纳入城镇基础设施建设，提升地热能在建筑供热中的应用比例，积极推进绿色清洁用能对常规能源的替代，加强地热开发利用的环境影响监测评价，规范和加强监督管理；示范区地热开发与旅游业、农业、工业相结合，地热能梯级开发利用与数字化、智能化发展相结合，推进地热综合利用、智能化发展；示范区地热项开发管理职责明确，项目审批备案流程科学合理，管理模式创新高效，能充分激发市场主体开发活力。以点带面快速带动地热能开发利用的规模化发展，推动地热能成为清洁取暖的重要力量。

4.3 全面落实地热项目信息化管理

各省将地热项目信息纳入统一的管理平台，对项目开展监测及预警，供暖期内，按月更行。地热能信息系统的建设能起到地热能项目管理的“统一(统一归口和统一责权)、实时(实时更新和实时分析)、合理(合理开发和科学规划)”作用，为充分掌握我国地热能开发真实现状，为制定地热能行业管理方法、准确的发展方向、合理的规划目标提供更充分的数据支撑。各地应顺势而上，尽早借助国家规范可再生能源发展的东风，特别是地热能发展的大好态势，组织做好地热能信息化管理工作，为地热能行业规模化、可持续发展奠定基础。