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(nèi)，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(jīng)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(chǎn)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(nèi)、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(jīng)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(jié)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(jié)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(chǎn)限產(chǎn)、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(zhì)供暖和地熱供暖。而大規(guī)模的煤改氣在去年已經(jīng)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(nèi)還難以建設投產(chǎn)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(chǎn)業(yè)的發(fā)展，這一產(chǎn)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(zhì)問題，由于地熱的尾水排放不經(jīng)過環(huán)保處理，可能會對地表水、地下水水質(zhì)造成污染。二是水溫問題，地熱水經(jīng)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(zhì)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(jīng)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(jīng)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(zhì)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(chǎn)業(yè)的健康和可持續(xù)發(fā)展。