找痛点解难点！业内大咖共同探讨水热型地热的未来

自去年以来，我国多省市关停取缔了大量违法、违规地热井，引发社会广泛关注。近期，多省市召开地热井整改、关停工作调度会，水热型地热发展再度引发业内热议。我国水热型地热利用的未来发展方向是什么?如何切实加强地热高效取水和有效回灌技术的研究?亟需业内人士更多思考。

2021年9月9日下午，由中国技术监督情报协会地热产业工作委员会、北京中航环宇新能源研究院共同主办，地热加APP、《中国地热》杂志联合承办的“地热加·水热型地热的未来”线上公益研讨会在线上召开。多位知名地热专家大咖同近300名与会人员，探讨交流了水热型地热未来发展趋势及方向，助力地热产业持续高质量发展。

因地制宜：地热能开发与管理的真谛

今年年初，国家能源局发布《关于因地制宜做好可再生能源供暖工作的通知》，提出“因地制宜推广各类可再生能源供暖技术”。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》着重提出，“因地制宜开发利用地热能。”

对此，中国地热产业工作委员会专家委员会主任郑克棪指出，因地制宜的提出“正确而及时”。他说，地球是世界最大的不均质体，世界各地储存地热资源的地热田全都处在不同的地质条件中，地热开发不可能服从某个统一的模式，地热管理也决不是一刀切。

“地热资源的分布受地质条件约束控制，各地有温度高低，热水中矿物质含量有多寡，它们分别适宜各自不同的可利用方式”。郑克棪进一步指出，因地制宜就是根据当地资源的具体情况，采用不同的地热开发利用方式。比如，高温地热可以发电;发电后温度降低了可以供暖;温度不够了可以采用热泵。热水矿物质少的可直接送入管线供暖;但矿物质多的有腐蚀和结垢问题，要用热交换器换热后再输送。

清洁供暖因地制宜还表现在技术和经济的可行性分析方面。郑克棪介绍，选择最佳供暖方案要做技术和经济可行性分析，技术效率差不多的就选更经济便宜的。“水热型地热资源条件好的地区，地热供暖最适宜，但若那里地热条件不好，不适宜钻地热井，那就选其他的方法。”

因地制宜原则还涉及地热资源管理。在国外，一个公司承担一个地热田的开发，热储工程专业的工程师在负责各项监测和构建模型拟合时，随时以数据指导开发方案作必要的调整，自成一个系统。而在中国，地热开发管理现状较乱，各地的管理机构地热管理处有属于自然资源系统，也有属于水务系统，还有属于建设系统的单位。

“地热管理应该实施专业的管理，尊重地热资源开发因地制宜原则，尽量简化，越管越复杂繁琐总不是方向。”郑克棪强调，地热的开发管理不是简单的行政管理，要遵循科学、依靠技术。

资源丰富：水热型地热开发潜力巨大

水热型地热能利用是我国地热产业“主力军”。自2019年3月1日起实施的中华人民共和国能源行业标准NB/T 10097-2018《 地热能术语》规定，水热型地热资源是指赋存于天然地下水及其蒸汽中的地热资源。

据记者了解，水热型地热能源一般深度在4000米以浅，由地下水作为载体，可以通过抽取热水或者水汽混合物提取热量。水热型地热取暖技术通过开采井抽取地热水，在换热站将热量传递给供热管网中的循环水，后者输送给用户。

中国科学院院士汪集暘在致本次公益研讨会的贺信中指出，“水热型地热相对于所谓‘干热岩’埋藏浅、开发易、成本低、效率高，应该是地热资源开发利用的主力，结合我国的地质构造条件，无论东、西、南、北、中都有很大的开发潜力。”

“截止2019年底全国水热型地热供暖面积达到2.82亿m²，年增长率达到12.4%，其中河北、河南、山东、天津等省市地热供暖面积均已超过3000万m²。”中国科学院地质与地球物理研究所研究员庞忠和说。

据不完全统计，截至2020年底，天津市水热型地热供暖面3812万m²，浅层地热约1291万m²;河北省水热型地热供暖面积约6000万m²，浅层地热面积约4500万m²;山东省水热型地热供暖面积约6100万m²。

“京津冀鲁豫是全国中低温地热资源开发早、利用规模大、利用技术较为先进的地区，对节能减排的贡献也是非常大的。”天津地热勘探开发设计院总工程师赵苏民以天津为例介绍说，2020年地热资源供热总量约为740.89万吉焦，折合标准煤25.28万吨，减少二氧化碳排放量60万吨，节能减排效益明显。

中石化绿源地热能开发有限公司技术总监孙彩霞介绍，目前我国地热资源年可利用量折合标煤0.21亿吨，其中水热型地热开采率仅为0.2%，浅层地热能开采率为2.3%，地热资源的开发潜力巨大。

强化回灌：水热型地热利用重要举措

地热回灌是为避免地热废水直排引起地热水位下降而采取的措施，同时也是保证地热资源开发可持续利用的必要条件。近年来，业内编制完成了NB/T 10099—2018《地热回灌技术要求》、DZ/T 0330-2019《砂岩热储地热尾水回灌技术规程》等标准。

为加大地热回灌保护力度，河北省提出，补办取水许可和采矿许可手续的地热供暖项目，地热尾水同层回灌量应不低于95%。山东省提出，开采孔隙热储型地热资源的回灌率不低于80%，开采岩溶热储型地热资源的回灌率不低于90%。

中石化绿源公司自2009年进驻河北雄县，逐步替代燃煤和原有直采直排系统，实现城区95%地热集中供热，打造了中国首座“无烟城”。孙彩霞在总结“雄县模式”时说，其核心在于实现了区域化水热型地热开发的三个统一，即“统一规划、统一开发、统一管理”。她称之为“雄县模式”是地热能高效、高质量发展的典范。

记者从孙彩霞展示的“雄县城区地热开采区块某井2017-2021年水温动态变化曲线图”看到，从2017年到现在，地热开采井的出口温度，上下波动幅度几乎没有变化——从70度到70.8度，仅有不到1度的变化幅度。

孙彩霞展示的另一张图片，“雄县城区地热开采区块监测井水位埋深(2011-2021)年动态曲线图”呈现出近几年雄县地热水位埋深的动态，其中2018年、2019年、2020年，这三年地热水位几乎保持稳定。“上世纪70年代初开发地热的时候地热水是自喷的，后续几年，水位埋深持续下降，为了地热可持续开发，我们按照采灌均衡的模式，把地热水回灌下去，近几年水位基本持平了。”孙彩霞说，“这是近几年我们完全实现地热回灌，另外雄县周边关停取缔非法开采井所带来的一个效果。”

地热回灌有力地促进了地热资源可持续利用。经记者核实，2004年北京小汤山地热田加大生产性回灌后，2005～2007年连续3年水位上升1.20m、0.84m、0.35m，上升幅度2.39m。2017年北京9个地热田继续开采和回灌的监测，小汤山、城区、良乡、天竺4个地热田均出现水位上升，上升幅度在0.33m～1.28m。

把脉方向：共话水热型地热发展趋势

地热健康可持续发展，离不开强监管、严规范。赵苏民说，加强用途管控是水热型地热未来发展方向之一，通过用途管控，来保证地热资源的规范化管理。

“十四五”期间，天津市新立矿业权只用于供暖，不再新增生活用水用途。除天津外，北京市规划和自然资源委员会近期发布的《北京市矿产资源总体规划(2021-2025)(草案)》对地热资源开发应用亦强调了“强化用途管控”——促进现有的非供暖用途的采矿权向供暖利用转型，不能实现供暖转型的采矿权到期后不再延续。

除了管理层面，在技术应用方面来讲，庞忠和认为“多能互补”是水热型地热未来发展的新方向。他介绍，将“稳定”的地热能与不稳定的风能、太阳能、工业余热等相结合，即“地热+”多能互补储/供能系统。以雄安新区起步区为例，规划通过“地热+”中深层地热供能模式实现供暖制冷面积1亿平方米。

庞忠和介绍，在地热资源条件好的地方，为了扩大地热水可利用范围，提高地热能利用率，可将不同使用目的、不同使用温度要求的换热设备通过串联运行的方式，将地热流体的热量由高温到低温逐级提取利用。

地热产业持续高质量发展，离不开政府顶层设计。赵苏民认为，政府部门“联合审批”是水热型地热未来发展的重要方向。以天津市为例，2012年，天津市国土资源和房屋管理局(现为天津市规划和自然资源局)会同天津市水务局，以会议纪要的形式确定了对水热型地热项目进行联合审批。“联合审批包括递交项目申请，如何进行初审、开专家论证会、如何进行验收等一系列过程都做了会议纪要。”赵苏民进一步说，从2012年开始到现在，天津还在延续这样的做法，而且两个局之间对水热型地热项目的管理政策更加统一，也更加明晰，操作起来也更加方便。

正视问题：尊重规律，加强行业自律

“目前来讲，回灌可能是制约水热型地热项目能否得到生存的一个最主要的因素。”赵苏民说，早些年天津以开发为主，目前以规范为主。“十四五”期间，天津地热项目将全部按照规范来执行。“规范整顿不合规的地热井，期限到2022年10月底，到期未补建回灌井，即使采矿权证未到期也将全部封停。”

“目前水热型地热开发存在系统思维问题，这其中包括政治思维、管理思维、技术思维等，需要综合考虑。”他认为，目前业内一些企业没有按照水热型规律去做，而是按照企业自身的需要去做，“想取多少地热就开发多少地热，回灌不了我不管，缺乏一个系统思维”。

“河北肃宁县为加大地热回灌率，2200-2300米深的地热井目前基本上‘一采两灌’。”赵苏民表示这是在河北严格政策下，保护地热资源、可持续开发，加大地热回灌力度的一个典范，“如何在政府的监管下，做好水热型地热可持续开发，这里面有很多工作要做。”

他特别指出，目前地热行业缺乏自律，“如何来规范约束我们自身的行为非常重要，如果我们自己做不好，市场上五花八门各种技术，而且这些新技术的能效或者说其贡献到底有多大，还有待商榷。”

“现在水热型地热在某些地方被严格封井取缔，水热型地热似乎做错了什么，实际上水热型地热资源本身并没有错，我们一定要按照水热型地热资源开发利用规律，规范化的去做好我们自身的工作，我想水热型地热资源开发前景仍然是非常好的。”赵苏民说。

(注：原文刊登于2021年9月刊《中国地热》杂志)