淺層地熱能千億市場(chǎng)待爆發(fā)

  在清潔供暖政策的帶動(dòng)下，淺層地熱能開(kāi)發(fā)處于爆發(fā)的前夜。未來(lái)3年內，將有超過(guò)千億的資金投向這個(gè)行業(yè)。

  ◆ 中國北方地區取暖83%以上依靠燃煤，造成污染嚴重。未來(lái)兩年，清潔能源取暖比例將上升至50%。

  ◆ 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(kāi)發(fā)將迎來(lái)巨大的發(fā)展機遇，未來(lái)三年淺層地熱資源的開(kāi)發(fā)，將帶動(dòng)相關(guān)投資超過(guò)1000億元。

  ◆ 淺層地熱開(kāi)發(fā)過(guò)程中面臨的水資源污染和尾水回灌等問(wèn)題，已經(jīng)取得重大技術(shù)突破，淺層地熱資源，可以滿(mǎn)足綠色、環(huán)保和無(wú)污染的開(kāi)采條件要求。

  ◆ 淺層地熱資源大規模開(kāi)發(fā)，將帶動(dòng)一大批相關(guān)運營(yíng)企業(yè)。采用合同能源管理等運營(yíng)模式，未來(lái)幾年，可能因此產(chǎn)生一批行業(yè)巨頭。

  「 1 」

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

  所謂淺層地熱能，也稱(chēng)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?xún)?、溫度低?5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)熱泵系統采集提取后用于建筑供熱（冷）。

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

  長(cháng)期以來(lái)，我國北方地區冬季取暖以燃煤為主，國家能源局公布的數據顯示，當前我國北方地區城鄉建筑取暖面積為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(lái)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，在政府的推動(dòng)下進(jìn)行了大量的煤改氣和煤改電實(shí)驗，實(shí)驗結果有目共睹——2017年冬季，華北地區的霧霾污染大幅度減少，散煤替代的效果可謂立竿見(jiàn)影。

  但是，大量的煤改氣工程也走向另一個(gè)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(wú)法運行，造成了多年不遇的嚴重氣荒：LNG價(jià)格飛漲、企業(yè)停產(chǎn)限產(chǎn)、居民被迫挨凍，無(wú)奈之下，國家發(fā)布緊急通知，再次將燃煤進(jìn)行有限放開(kāi)。

  「 2 」

  由于北方冬季取暖嚴重依賴(lài)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《北方地區冬季清潔取暖規劃（2017-2021）》提出，到2019年，北方地區清潔取暖率達到50%，替代散燒煤7400萬(wàn)噸，到2021年，北方地區清潔取暖率要到達70%，替代散燒煤1.5億噸。

  若上述目標能夠實(shí)現，那么我國北方地區的嚴重霧霾將會(huì )在未來(lái)幾年內得到有效緩解。只是，兩年要將清潔能源供暖的比例提高33%，這樣的目標談何容易？

  眾所周知，在我國北方地區，清潔能源供暖可采取的途徑非常有限，無(wú)非是以天然氣為主要資源的煤改氣，以電力尤其是富余風(fēng)電和光伏為主的煤改電、生物質(zhì)供暖和地熱供暖。而大規模的煤改氣在去年已經(jīng)暴露出了眾多問(wèn)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(chǎn)的背景下，天然氣供暖的天花板已越來(lái)越近。

  而很多人倡導的利用北方棄風(fēng)棄光電量進(jìn)行取暖的提議，雖然也列入了政策的支持之中，但由于我國電力體制、供暖體制存在著(zhù)嚴重矛盾，棄風(fēng)棄光電量供暖的經(jīng)濟性極度不合理，企業(yè)參與積極性不高，使得這一清潔供暖的效果大打折扣。

  另外，生物質(zhì)供暖本是北方地區冬季取暖的重要形式，但由于政策、標準、產(chǎn)業(yè)體系等多方面的制約，導致大量的秸稈無(wú)法規?；?，只能任由農民在田地里燒掉，造成大量灰霾，反而加重的大氣污染。例如，由于生物質(zhì)成型燃料鍋爐缺少與自身清潔環(huán)保特征相適應的專(zhuān)門(mén)的大氣污染排放標準，使得北京等一些地區禁止或限制生物質(zhì)成型燃料的應用。本來(lái)可以變廢為寶的燃料，最終成為加重空氣惡化的污染物。

  在上述幾種清潔能源的增長(cháng)有限的背景下，淺層地熱能將會(huì )在未來(lái)幾年的清潔供暖中扮演重要角色，甚至是主要角色。

  《地熱能開(kāi)發(fā)利用“十三五”規劃》提出，在“十三五”時(shí)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(wàn)噸標準煤，地熱能供暖年利用量4000 萬(wàn)噸標準煤，京津冀地區地熱能年利用量達到約2000萬(wàn)噸標準煤。

  事實(shí)上，地熱能發(fā)展的勢頭，從下面的一個(gè)示例中就可以窺見(jiàn)一斑。位于北京通州區的東部，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(gè)20萬(wàn)千瓦的燃氣三聯(lián)供項目，這一項目每年可以為通州區和副中心地區提供1000萬(wàn)平方米的供暖（冷）和10億千瓦時(shí)的電量，但是據了解，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(wù)，而是另起爐灶引進(jìn)了地熱能。

  地熱能的應用還不止局限在北方地區，例如在沿長(cháng)江經(jīng)濟帶，針對近年來(lái)人們對供暖的迫切需求，也可采取地源熱泵技術(shù)為主的淺層地熱能利用，這樣既可以減少大規模燃煤集中供暖的污染，也可以減輕天然氣供暖造成的保供和價(jià)格的雙重壓力。當前，國家能源局正在推動(dòng)以重慶、上海、蘇南地區城市群、武漢及周邊城市群、貴陽(yáng)市、銀川市、梧州市、佛山市三水區為重點(diǎn)，整體推進(jìn)淺層地熱能供暖（制冷）項目建設。

  據國家能源局估算，“十三五”期間，淺層地熱能供暖（制冷）可拉動(dòng)投資約 1400 億元。另外，地熱能開(kāi)發(fā)利用還可帶動(dòng)地熱資源勘查評價(jià)、鉆井、熱泵、換熱等一系列關(guān)鍵技術(shù)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。

  「 3 」

  而淺層地熱能源的開(kāi)發(fā)也并非沒(méi)有風(fēng)險。由于這是一門(mén)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(xué)科的綜合技術(shù)，每一個(gè)環(huán)節出現問(wèn)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(kāi)發(fā)和利用過(guò)程中必須嚴格按照國家標準進(jìn)行。

  當前淺層地熱能開(kāi)發(fā)面臨的主要問(wèn)題有以下幾點(diǎn)，一是水質(zhì)問(wèn)題，由于地熱的尾水排放不經(jīng)過(guò)環(huán)保處理，可能會(huì )對地表水、地下水水質(zhì)造成污染。二是水溫問(wèn)題，地熱水經(jīng)過(guò)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(huì )打破原有的溫度場(chǎng)平衡，進(jìn)而影響水域的生態(tài)。第三是回灌問(wèn)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(cháng)期以往不僅會(huì )造成水資源浪費，還會(huì )使地下水得不到及時(shí)補給，導致地面塌陷等地質(zhì)災害。

  目前，隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步，上述問(wèn)題都可以得到很好的解決。尤其是長(cháng)期困擾淺層地熱開(kāi)發(fā)的尾水回灌問(wèn)題，目前已經(jīng)取得了重大技術(shù)突破，由中節能、河南潤恒等公司發(fā)明的技術(shù)專(zhuān)利“單井抽灌”和“同井回灌”等技術(shù)，已經(jīng)在項目開(kāi)發(fā)中得到了廣泛應用，并實(shí)現了100%回水，“取熱不取水”，有效解決了水資源浪費和污染的問(wèn)題。

  在2017年年底六部委聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于加快建設淺層地熱開(kāi)發(fā)利用促進(jìn)北方采暖地區燃煤替代的通知》中，就將100%回灌和不污染地下水等條件做成硬性規定，并要求就水溫、水位和水質(zhì)進(jìn)行長(cháng)期動(dòng)態(tài)監控。事實(shí)上，只有在地熱能開(kāi)發(fā)的過(guò)程中保護好地下水，才能有利于這一產(chǎn)業(yè)的健康和可持續發(fā)展。