淺層地熱能市場有望加速替代煤炭資源

界面新聞消息，在清潔供暖政策的帶動下，淺層地熱能開發(fā)處于爆發(fā)的前夜。未來3年內，將有超過千億的資金投向這個行業(yè)。中國北方地區(qū)取暖83%以上依靠燃煤，造成污染嚴重。未來兩年，清潔能源取暖比例將上升至50%，淺層地熱能開發(fā)將占重大比重。

在天然氣等清潔能源供應有巨大缺口的背景下，淺層地熱能的開發(fā)將迎來巨大的發(fā)展機遇，未來三年淺層地熱資源的開發(fā)，將帶動相關投資超過1000億元。

淺層地熱開發(fā)過程中面臨的水資源污染和尾水回灌等問題，已經取得重大技術突破，淺層地熱資源，可以滿足綠色、環(huán)保和無污染的開采條件要求。

淺層地熱資源大規(guī)模開發(fā)，將帶動一大批相關運營企業(yè)。采用合同能源管理等運營模式，未來幾年，可能因此產生一批行業(yè)巨頭。

由于我國北方供暖嚴重依賴于煤炭資源，導致供暖季北方地區(qū)大氣污染嚴重。近期，一連串清潔取暖政策的出臺，使得一種長期未被重視的清潔能源——淺層地熱能即將迎來爆發(fā)的風口期。

淺層地熱能，也稱地溫能，是指自然界江、河、湖、海等地表水源、污水源及地表以下200米以內、溫度低于25攝氏度的巖土體和地下水中的低品位熱能，這些熱能可經熱泵系統(tǒng)采集提取后用于建筑供熱（冷）。

2017年發(fā)布的《地熱能開發(fā)利用“十三五”規(guī)劃》顯示，我國淺層地熱資源儲量極其豐富，國土資源部的評價結果顯示，2015年全國336個地級以上城市淺層地熱能年可開采量折合7億噸標準煤，主要分布于東北地區(qū)南部、華北地區(qū)、江淮流域、四川盆地和西北地區(qū)東部，區(qū)域非常廣泛。隨著地源熱泵技術的日益成熟，淺層地熱能的開發(fā)利用迎來了黃金期。

長期以來，我國北方地區(qū)冬季取暖以燃煤為主，國家能源局公布的數(shù)據(jù)顯示，當前我國北方地區(qū)城鄉(xiāng)建筑取暖面積為206億平方米，其中燃煤取暖面積占83%，年消耗煤炭約4億噸標準煤，其中散燒煤約2億噸標煤。而散燒煤的污染物排放是集中燃煤的10倍以上，這就導致了散煤成為北方大氣污染的主要來源之一。

因此，替代散煤成為治理大氣污染的重中之重，2016-2017年間，河北、山東等華北和華東地區(qū)，在政府的推動下進行了大量的煤改氣和煤改電實驗，實驗結果有目共睹——2017年冬季，華北地區(qū)的霧霾污染大幅度減少，散煤替代的效果可謂立竿見影。

但是，大量的煤改氣工程也走向另一個極端，由于冬季天然氣供應不足，大量改氣之后的鍋爐和其他取暖措施無法運行，造成了多年不遇的嚴重氣荒：LNG價格飛漲、企業(yè)停產限產、居民被迫挨凍，無奈之下，國家發(fā)布緊急通知，再次將燃煤進行有限放開。

由于北方冬季取暖嚴重依賴于燃煤，清潔能源占比僅為17%，面對嚴峻的污染形勢，國家能源局2017年底發(fā)布的《北方地區(qū)冬季清潔取暖規(guī)劃（2017-2021）》提出，到2019年，北方地區(qū)清潔取暖率達到50%，替代散燒煤7400萬噸，到2021年，北方地區(qū)清潔取暖率要到達70%，替代散燒煤1.5億噸。

眾所周知，在我國北方地區(qū)，清潔能源供暖可采取的途徑非常有限，無非是以天然氣為主要資源的煤改氣，以電力尤其是富余風電和光伏為主的煤改電、生物質供暖和地熱供暖。而大規(guī)模的煤改氣在去年已經暴露出了眾多問題，尤其是在地下儲氣庫和管道等基礎設施短期內還難以建設投產的背景下，天然氣供暖的天花板已越來越近。

《地熱能開發(fā)利用“十三五”規(guī)劃》提出，在“十三五”時期，新增地熱能供暖（制冷）面積 11億平方米，其中：新增淺層地熱能供暖（制冷）面積7億平方米；新增水熱型地熱供暖面積4億平方米。2020 年地熱能年利用量7000萬噸標準煤，地熱能供暖年利用量4000 萬噸標準煤，京津冀地區(qū)地熱能年利用量達到約2000萬噸標準煤。

事實上，地熱能發(fā)展的勢頭，從下面的一個示例中就可以窺見一斑。位于北京通州區(qū)的東部，距離副中心約一公里的地方，華電集團和北京燃氣合作投資了一個20萬千瓦的燃氣三聯(lián)供項目，這一項目每年可以為通州區(qū)和副中心地區(qū)提供1000萬平方米的供暖（冷）和10億千瓦時的電量，但是據(jù)了解，正在建設中的副中心并不準備用該項目所提供的供暖（冷）服務，而是另起爐灶引進了地熱能。

據(jù)國家能源局估算，“十三五”期間，淺層地熱能供暖（制冷）可拉動投資約 1400 億元。另外，地熱能開發(fā)利用還可帶動地熱資源勘查評價、鉆井、熱泵、換熱等一系列關鍵技術和設備制造產業(yè)的發(fā)展，這一產業(yè)的發(fā)展可謂勢頭正緊。

而淺層地熱能源的開發(fā)也并非沒有風險。由于這是一門集資源勘查與評估、鉆井成井工藝、尾水回灌、梯級利用、保溫與換熱、防腐防垢等多學科的綜合技術，每一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都可能造成水資源污染或地面下沉等生態(tài)災難，因此，在開發(fā)和利用過程中必須嚴格按照國家標準進行。

當前淺層地熱能開發(fā)面臨的主要問題有以下幾點，一是水質問題，由于地熱的尾水排放不經過環(huán)保處理，可能會對地表水、地下水水質造成污染。二是水溫問題，地熱水經過一次或多次利用后溫度降低，但相對地下水而言尾水溫度依然較高，這樣可能會打破原有的溫度場平衡，進而影響水域的生態(tài)。第三是回灌問題，由于地熱尾水回灌成本較高，以往很多企業(yè)選擇“多井回灌”或直接排放到地表，長期以往不僅會造成水資源浪費，還會使地下水得不到及時補給，導致地面塌陷等地質災害。

目前，隨著技術的進步，上述問題都可以得到很好的解決。尤其是長期困擾淺層地熱開發(fā)的尾水回灌問題，目前已經取得了重大技術突破，由中節(jié)能、河南潤恒等公司發(fā)明的技術zhuanli“單井抽灌”和“同井回灌”等技術，已經在項目開發(fā)中得到了廣泛應用，并實現(xiàn)了100%回水，“取熱不取水”，有效解決了水資源浪費和污染的問題。

在2017年年底六部委聯(lián)合發(fā)布的《關于加快建設淺層地熱開發(fā)利用促進北方采暖地區(qū)燃煤替代的通知》中，就將100%回灌和不污染地下水等條件做成硬性規(guī)定，并要求就水溫、水位和水質進行長期動態(tài)監(jiān)控。事實上，只有在地熱能開發(fā)的過程中保護好地下水，才能有利于這一產業(yè)的健康和可持續(xù)發(fā)展。