習近平總書記強調(diào):“要把促進新能源和清潔能源發(fā)展放在更加突出的位置,積極有序發(fā)展光能源、硅能源、氫能源、可再生能源”“加快發(fā)展有規(guī)模有效益的風能、太陽能、生物質(zhì)能、 地熱能、海洋能、氫能等新能源”。為深入踐行習近平生態(tài)文明思想,加快建設美麗天津,充分發(fā)揮地熱資源在構(gòu)建天津綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟體系中的作用,助力碳達峰、碳中和目標實現(xiàn),推進地熱勘查開發(fā)利用示范城市建設,本文結(jié)合天津地熱賦存特征和開發(fā)利用現(xiàn)狀,提出促進地熱高效開發(fā)的對策建議。

一、天津地熱資源發(fā)展形勢及需求分析

隨著“雙碳”工作被納入生態(tài)文明建設整體布局和經(jīng)濟社會發(fā)展全局,為貫徹落實黨中央、 國務院和習近平總書記重要要求,國家層面密集出臺地熱能發(fā)展政策及相關規(guī)劃文件,對地熱能開發(fā)利用的導向作用越發(fā)明顯。國家發(fā)展改革委等8部委發(fā)布了《關于促進地熱能開發(fā)利用的若干意見》,國家發(fā)展改革委等9部委發(fā)布了《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》,特別是 2024年國務院發(fā)布《關于加快經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型的意見》,指出因地制宜開發(fā)生物質(zhì)能、地熱能、海洋能等新能源,對地熱資源開發(fā)利用提出明確要求。

此后,全國各地相繼出臺相關政策以支撐地熱能發(fā)展。天津是全國開發(fā)地熱最早、管理最規(guī)范、地熱供暖面積最大的城市。早在20世紀80年代,天津就對地熱資源開展了動態(tài)監(jiān)測工作,如今已經(jīng)建成覆蓋全市700余眼地熱井的全國最大規(guī)模地熱資源動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。天津市2023年政府工作報告指出,聚焦踐行綠水青山就是金山銀山理念,著力推進綠色低碳發(fā)展, 新增地熱供熱能力900萬平方米,促進了天津?qū)?a href="http://www.savpraleigh.com/t/地熱資源.html" >地熱資源的進一步勘查與開發(fā)。特別是2023 年第七屆世界地熱大會在北京圓滿閉幕,對天津地熱發(fā)展具有重要指導意義,地熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展正迸發(fā)出新的生機和活力。

天津開發(fā)利用地熱資源不僅是大勢所趨, 也是天津自身發(fā)展的現(xiàn)實需要。

1.是能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的需要。天津2020年能源消費總量約 8 100萬噸標準煤,其中化石能源占93%(煤炭 48%,石油天然氣45%),非化石能源僅占7%, 能源結(jié)構(gòu)性矛盾比較突出。按照《天津市能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃》和《天津市碳達峰實施方案》,到2025年非化石能源消費比重力爭達到 1 1.7%以上,到2030年非化石能源消耗比重力爭達到16%以上,非化石能源供給總量折合標準煤需達到1300萬噸,能源結(jié)構(gòu)調(diào)整壓力巨大。

2.是經(jīng)濟社會發(fā)展的需要。隨著城鎮(zhèn)化水平的不斷提高,城鎮(zhèn)集中供熱面積逐年增加,預測2025年將達到6.64億平方米,2035年將達到 9.8億平方米。當前,天津的供熱熱源仍以燃氣為主,供熱成本高,需要市、區(qū)兩級財政補貼,與之相比,地熱采暖具有價格優(yōu)勢,可為市、區(qū)財政減輕經(jīng)濟負擔。

3.是實現(xiàn)“雙碳”目標的需要。實現(xiàn)“雙碳”目標是一項系統(tǒng)工程,主要途徑除了常規(guī)的提升生態(tài)系統(tǒng)碳匯、節(jié)能降耗減碳外,最徹底、最有效的措施就是調(diào)整能源結(jié)構(gòu),加大對非化石能源的開發(fā)與利用,以實現(xiàn)源頭減碳、結(jié)構(gòu)減排。而大力開發(fā)利用地熱資源, 是源頭減碳、結(jié)構(gòu)減排的重要舉措,是天津優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)的重要途徑。

二、天津地熱資源條件及開發(fā)潛力

1.地熱賦存特征。天津市寧河區(qū)、寶坻區(qū)斷裂帶以南9000多平方千米范圍內(nèi)普遍分布有地熱資源,熱儲類型齊全,分布范圍與城市發(fā)展區(qū)高度疊合,利于開發(fā);主要熱儲層厚度巨大,孔(裂)隙發(fā)育均勻,資源保障程度高;地熱井出水溫度和出水量穩(wěn)定,回灌能力強,能夠做到可持續(xù)開發(fā)利用。可以說,大自然賦予天津的獨特地熱資源條件為世界大型城市所罕見。

2.地熱資源優(yōu)勢。地熱是重要的非碳基可再生能源,具有本土資源、穩(wěn)定可靠、綠色低碳等優(yōu)勢,可為保障能源安全與綠色低碳發(fā)展提供重要的資源保障。供暖是天津利用地熱資源的最主要方式,利用系數(shù)可達90%以上,在清潔供暖和大氣污染防治工作中發(fā)揮了重要作用。 開發(fā)地熱資源可產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟效益,出讓礦業(yè)權(quán)和增加礦產(chǎn)資源稅有利于增加財政收入, 替代燃氣擴大地熱供熱范圍可減少巨額供熱財政補貼。

3.地熱資源開發(fā)利用現(xiàn)狀。天津地熱資源勘查開發(fā)歷史悠久,現(xiàn)已形成以供熱為主的穩(wěn)定產(chǎn)業(yè)。2023年水熱型地熱流體開采量為 4440萬立方米,回灌量為4229萬立方米,總體回灌率為95.23%,開發(fā)利用水平居于全國前列。全市水熱型地熱供熱面積達423 1萬平方米,加上淺層地熱能開發(fā)和中深孔換熱新技術(shù)應用,全市地熱供熱總面積達到5632萬平方米,約占全市集中供暖面積的10%,開創(chuàng)了城市地熱供熱總面積位居全國前列的新局面。

4.地熱資源供熱潛力分析。天津平原區(qū) 4000米以淺,回灌條件下地熱流體可開采量為 4.96億立方米/年,其中在主要開采層地熱流體可開采量為1.64億立方米/年,折合標準煤 120.13萬噸,可減少二氧化碳排放量477.73萬噸、其他有害氣體和粉塵煤渣排放量26.23萬噸,供熱能力約為4300兆瓦,能夠?qū)崿F(xiàn)供熱面積1.25億平方米。全市所有熱儲地熱資源,其熱能折合標準煤272萬噸,能完成非化石能源減碳量的20%指標,按現(xiàn)有建筑負荷指標計算供熱能力為3.5億平方米。隨著綠色、節(jié)能建筑快速發(fā)展,未來利用地熱供熱面積能夠達到全市集中供熱面積的36%左右(2035年全市供熱面積按9.8億平方米計算)。天津淺層地熱能潛力為冬季可供暖面積13.4億平方米、夏季可制冷面積12.6億平方米。每平方千米內(nèi)的換熱孔可解決1 1—12萬平方米建筑物的供暖制冷問題,可廣泛應用于美麗鄉(xiāng)村、城市公共建筑、高檔住宅、產(chǎn)業(yè)園區(qū)等。

三、促進天津地熱資源高效開發(fā)的對策建議

1.加強地熱勘查,增加資源儲量。

一是開展未勘查區(qū)域和深部地熱勘查評價。《天津市碳達峰實施方案》明確提出大力發(fā)展新能源,天津能源主管部門正在組織開展新一輪戰(zhàn)略性地熱找礦行動。建議圍繞寶坻區(qū)京津新城、寧河區(qū)西南部、環(huán)城四區(qū)等具有良好地熱資源條件和急需地區(qū)開展“深勘細查”“攻盲探邊”的公益性調(diào)查評價,預計可新增地熱資源可采量2000萬立方米/年,進一步提升地熱資源的保障程度。 可選擇在團泊東區(qū)或東麗湖高凸起區(qū)約500平方千米范圍內(nèi),開展4000至6000米深部基巖熱儲勘查,預計可新增300眼供熱能力為7—8兆瓦的地熱井,從而引領全國深部地熱資源勘查開發(fā)。

二是穩(wěn)步推進重點地區(qū)的淺層地熱能勘查評價。開展對“津城”“濱城”重點地區(qū)、天津規(guī)劃重點工程的淺層地熱能資源勘查評價,查明淺層地熱能資源條件,保障能源供給,并開展區(qū)內(nèi)土壤源、湖水源及污水源等多種類型能源可利用性調(diào)查評價,為多能源綜合利用提供基礎。

三是積極引導中深層換熱型勘查評價。優(yōu)先在冀中坳陷、黃驊坳陷開展不同深度孔隙型地層換熱試驗,分析換熱能力;嘗試性地在滄縣隆起區(qū)開展基巖型地層換熱試驗,分析換熱能力;重點開展東營組地層的換熱試驗,明確單孔換熱量和地溫恢復能力。通過試驗、監(jiān)測和室內(nèi)分析,有利于科學評價中深層換熱效果,為開發(fā)利用中深層換熱提供技術(shù)支撐。

2.提升地熱利用技術(shù),開展規(guī)模化開發(fā)。

一是重點發(fā)展水熱型地熱供暖。通過地熱規(guī)模化集群化利用示范,充分發(fā)揮市場資源配置作用,引導有實力的企業(yè)統(tǒng)一開發(fā)管理,提升地熱利用效率水平,增加熱源穩(wěn)定性,保障供暖穩(wěn)定可靠;進一步推進“地熱+”多能協(xié)同,梯級利用, 實現(xiàn)資源利用的最大化,提高地熱利用率。探索已有或新批礦權(quán)并入供熱管網(wǎng),減少煤炭消耗,降低單位面積碳排放量,以充分利用現(xiàn)有地熱資源,擴大供熱面積,優(yōu)化天津供熱能源結(jié)構(gòu),逐步增加綠色供熱比重。

二是支持推廣淺層地熱能供暖(制冷)。天津應結(jié)合城市發(fā)展規(guī)劃,做好淺層地熱能發(fā)展規(guī)劃,促進其開發(fā)利用。建議在重點項目、重要工程、產(chǎn)業(yè)園區(qū)等設定清潔能源利用指標,助力實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型目標; 對于零散分布的小型項目,可優(yōu)先考慮利用淺層地熱能+光能、空氣能、電蓄熱等靈活簡便、經(jīng)濟性好的分布式能源站。

三是推動換熱型地熱能利用技術(shù)發(fā)展。目前,換熱型地熱能利用屬于起步階段,存在著單井換熱能力低、投資回收期長等發(fā)展瓶頸。應建立激勵機制,推動換熱型地熱能開發(fā)利用技術(shù)創(chuàng)新和規(guī)范應用,與水熱型地熱能、淺層地熱能相互補充、協(xié)調(diào)發(fā)展, 開創(chuàng)地熱多層立體開發(fā)新局面。

3.建立健全地熱“全產(chǎn)業(yè)鏈”。

天津地熱資源經(jīng)過幾十年的發(fā)展,形成了以供熱為主的地熱產(chǎn)業(yè)模式,為滿足城市高質(zhì)量發(fā)展對能源的需求,實現(xiàn)有規(guī)模有效益的開發(fā)利用,需進一步對天津地熱產(chǎn)業(yè)鏈進行強鏈補鏈。應強化地熱勘查開發(fā)利用監(jiān)測保護全產(chǎn)業(yè)鏈建設,保障基本的供熱需求;建設地熱勘查、地熱開發(fā)利用動態(tài)模擬、地熱監(jiān)測和地熱發(fā)電等地熱裝備“全鏈條”制造基地,帶動天津地熱開發(fā)利用規(guī)模,服務經(jīng)濟社會發(fā)展。推進以溫泉旅游度假康養(yǎng)為代表的地熱資源產(chǎn)業(yè)發(fā)展,帶動旅游經(jīng)濟發(fā)展; 將“溫泉之都、溫泉之城、溫泉之鄉(xiāng)”建成富有文化特色、藝術(shù)特色、濃厚學術(shù)氛圍,行業(yè)交流廣泛的地熱產(chǎn)業(yè)集中區(qū)、地熱科普宣傳基地,推動構(gòu)建地熱文化產(chǎn)業(yè)。

4.創(chuàng)建全國地熱開發(fā)利用示范城市。圍繞天津創(chuàng)建全國地熱開發(fā)利用示范城市的目標任務,進一步開展地熱示范基地(工程)建設。為解決地熱、淺層地熱能及中深層換熱等多種類型地熱資源勘查開發(fā)利用中的技術(shù)問題,應以技術(shù)示范應用與交流推廣為目標,以東麗區(qū)、濱海新區(qū)、西青區(qū)、北辰區(qū)等地區(qū)為示范基地,在充分研究、吸收國內(nèi)外地熱資源開發(fā)利用現(xiàn)狀及先進技術(shù)的基礎上,形成“多能互補、梯級利用、高效互聯(lián)、安全可靠”的綜合利用模式,建設國際知名、國內(nèi)一流可復制可推廣的地熱資源開發(fā)利用水熱型地熱、淺層地熱能及中深層換熱及示范基地(工程)。