中国国家标准与UNFC对接文件的研制深化了双方的合作,地热资源分布特征

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前不久发布的《中国地热能发展报告2018》显示,近年来我国地热能勘探、开发及利用技术持续创新,地热能装备水平不断提高,地热能产业体系初步形成。报告指出,我国地热能资源基础雄厚,市场空间广阔,是具有发展潜力的朝阳产业。但地热能产业发展还存在不充分、不协调的问题,急需地热能行业相关方共同努力来解决。

“当前,我国地热能产业正处在‘十三五’大有可为的战略机遇期和关键期。”国家地热能中心指导委员会主任、中国工程院院士曹耀峰在近日召开的四季春·2018第十届中国国际地源热泵行业高层论坛会上表示,要像保护自己的眼睛一样保护我们的地热事业,一定要精益求精,做好每一项科研、开发好每一项项目,把每一个项目都做成精品,我们的地热事业才大有希望。

自然资源部与联合国欧洲经济委员会日前在日内瓦联合发布中国矿产资源储量分类标准与联合国资源分类框架(UNFC)对接文件。

在近日召开的四季春·2018第十届中国国际地源热泵行业高层论坛会上,众多院士、专家齐聚一堂,共同探讨了我国地热能行业现阶段面临的困境,并就如何解决这些问题提出了建议。

地热资源分布特征

自然资源部与联合国欧洲经济委员会就研制中国固体和油气矿产资源储量分类标准与UNFC对接文件开展了合作。UNFC是一个全球性的、基于原则的资源分类体系,用于固体矿产、油气、可再生能源和人类活动产生的资源的分类、管理和报告。确保固体和油气矿产资源的高效管理,支撑经济社会的可持续发展是UNFC与中国国家标准的共同目标。中国国家标准《固体矿产资源/储量分类》(GB/T
17766-1999)、《石油天然气资源/储量分类》(GB/T
19492-2004)适用于国家固体和油气矿产资源储量管理、信息披露等。

规范地热行业标准

作为非化石能源中的重要“成员”,地热具有清洁环保、稳定性好、可循环利用等特点,是一种现实并具竞争力的可再生能源。

9月26日,联合国欧洲经济委员会可持续能源委员会通过了对接文件。文件解释了中国国家标准与UNFC之间的关系,内容包括介绍和指导如何通过采用UNFC对资源进行分类和管理。这些对接文件的研制将有助于推动能源资源的可持续发展,扩大国际合作。

提起地热行业的开发利用,有的人还停留在“一口井、一个泵,一条管”的认识层面上。这也说明我国地热项目存在质量评估低、运营不规范,可开采量和产能评价体系不科学,不能提供项目可靠的地热资源量、开采量,还做不到科学开发地热资源等问题。此外,钻井设计、地面工程设计不规范,工程质量上也存在一些隐患等。

 

自1997年以来,中方专家就积极参与UNFC的研制。中国国家标准《固体矿产资源/储量分类》的研制保持了与UNFC-1997的兼容性。2015年,原国土资源部矿产资源储量评审中心与联合国欧洲经济委员会资源分类专家组开始合作研制对接文件。中国国家标准与UNFC对接文件的研制深化了双方的合作,增进了相互间的交流与了解,促进了标准的互联互通。

对此,国家能源局能源行业地热能专业标准化技术委员会秘书处首席专家赵丰年建议:一是建立技术联盟解决关键技术并形成行业标准,规范和引领行业发展,实现地热项目的科学化评价、标准化设计、模块化建设、规范化运营。二是开展标准化示范项目评选,结合示范项目评选开展地热回灌认证工作试点。三是建立信息化工作平台,提升标准化工作效率,提高标准共享程度。四是建立地热能行业专家工作组,开展标准制定、宣传贯彻、实施和培训工作。

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联合国副秘书长、欧洲经济委员会执行秘书奥尔加·阿尔加耶罗瓦女士说:“对接文件是全球采用联合国资源分类框架的一个重要里程碑,该成果有助于推进中国与联合国欧洲经济委员会在可持续能源领域的深入交流与合作,积极落实可持续发展2030议程,扩大‘一带一路’倡议的国际合作”,自然资源部矿产资源保护监督司司长鞠建华提到,“我们希望加强与联合国欧洲经济委员会的合作,推动国家之间矿产资源储量标准联通建设,助推全球能源资源领域的可持续发展。”

完善政府管理体制

 

地热是一种能源矿产,已在《可再生能源法》、《矿产资源法》等法律中予以明确。与煤炭、石油、天然气等能源矿产不同的是,在地热能的开发利用中,水是重要载体,因此还需遵守《水法》。此外,地热管理还涉及自然资源、水利、能源等部委,国家层面管理分工还尚不明确、管理体制有待进一步理顺。具体到地方,管理主体不明也常常造成有关规定“一地一策”、政出多门,各地地热管理存在不同程度的混乱现象,真是所谓的“九龙治水”。

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国家地热能中心指导委员会主任、中国工程院院士曹耀峰建议,借助国家机构改革的机遇,彻底理顺管理体制,明确管理主体,抓紧出台《中国地热资源勘查开发管理办法》。此外,还应该加大财政扶持和税收优惠力度,完善价格机制,发展绿色金融。

 

对此,赵丰年也表示,地热行业应该由行业协会牵头,以“可持续发展”为原则,提出一些促进产业发展的具体的、可操作的政策建议,解决地热能的开发利用和资源环境保护矛盾的问题。此外,他还表示,要解决多头管理的矛盾焦点,重点在于解决地热行业推行回灌标准的实施和认证问题。回灌标准实施了,回灌问题解决了,一系列的问题都可以迎刃而解了。

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虽然我国地热技术总体成熟,但砂岩经济回灌、干热岩商业化开发利用等关键技术还有待突破,中低温高效发电、热泵核心部件、高效换热、防腐防垢等技术装备也还与世界先进水平存在差距,一定程度限制了产业有序发展。

黄河三角洲农高区现代农业孵化展示区地热供暖项目

此外,地热资源的开发利用对地质勘查工作具有很强的依赖性,多数项目失败主因是不重视地质勘查工作。这种不重视不仅是政府对于地热地质勘查工作的投入不足,而且还与地热发展初级的项目质量差、高风险高投入有很大关系。对此,自然资源部中国地质调查局浅层地温能研究与推广中心主任李宁波表示,政府应该加大投入,做好基础勘查评价工作,为释放市场需求提供支持,在现有地热规划分区的基础上进一步提高工作精度和广度,开展系统的区域调查评价工作,进一步查明地热资源赋存条件,尤其在资源潜力区和空白区,制订可持续的开发利用方案。但地热行业在项目审批前,也必须做好地质勘查工作,研究多种投资建设模式,降低成本及风险。

作为新能源的“新宠”,地热在我国分布特征是怎样的,有多少资源可以开发利用。想要知道这些,就要先了解我国的地热资源的分布状况。

鼓励创新投资模式

专家们介绍,从区域地质背景上看,我国大陆地处欧亚板块、印度板块和西太平洋(菲律宾)板块交汇位置,地表起伏巨大,经历了漫长的地质演化过程,是地球上地质构造最复杂的地区之一。特别是中-新生代不同板块间的相互作用使得中国大陆板块内部构造变形复杂,存在时空差异,并且由此决定了中国大陆地区复杂的区域热流格局。从区域地热背景上看,我国大陆地区热流分布格局总体表现为:东高、中低,西南高、西北低。其中,藏南、滇西、川西以及东部高热流异常区,是我国地热资源勘探开发有利区。

初期投资高、勘查风险高、投资回收期长等因素致使社会资本投资积极性较差。因此,地热行业还存在融资难、融资贵等问题。

“十二五”期间,自然资源部中国地质调查局完成了336个地级以上城市浅层地热能调查,31个省(区、市)水热型(中深层)资源现状调查,初步评价了全国地热资源量。结果显示,我国地热资源丰富,年可开采量(折合标煤)约26亿吨,具有很好的开发利用潜力。同时,“十二五”期间,我国启动了干热岩资源调查。

对于投资资金的问题,李宁波还表示,国家可以适当地加大地热开发利用基础设施建设补贴力度,强化基金及资金监管力度;逐步推进并完善能源、资源税收体系,在实施初期对地热用户补贴,培育市场,明确未来的发展方向是由向市场“输血”转为市场自身“造血”。
拓宽融资渠道,鼓励发展创新投资建设模式。

据资料显示,我国336个地级及以上城市浅层地热能资源年可开采量折合标煤7亿吨,大部分土地面积适宜利用浅层地热能,可实现供暖制冷面积326亿平米;水热型地热资源总量折合标煤1.25万亿吨,年可采量折合标煤18.65亿吨;3.0千米~10.0千米深处干热岩资源合856万亿吨标煤。

 

有专家表示,地热产业是极具发展潜力的朝阳产业,如果得到规模化发展,有望成为战略性接替能源,同时也将会产生巨大的经济、环境、社会效益。

此外,赵丰年还建议,与新能源投资基金建立更加密切的交流对话机制,加强与资本的合作,保持资金的持续投入;提高地热能开发利用项目质量,选择优质资产,争取政策加快上市,保证投资回报和收益,进一步吸引投资。

认清地热资源现状

打造一流产业

地热能已成为新能源行业新的生力军。对此,地热能的利用是怎样的状态呢?

事物的发展总会遇到这样或者那样的问题,但是只要我们坚定信心,不盲目发展,有计划、有规划,新事物一定会朝着好的发展方向。地热作为一种新能源,它具有巨大的发展潜力和广阔的市场。论坛会上,曹耀峰表示,我们应从源头上谋篇布局,做好地热产业的规划,走科学化、高端化、智能化的路子,把我国的地热产业打造成一流产业,为全面建成小康社会和实现美好生活多做贡献。

据资料显示,2014年,我国地热直接利用量达到48435GWh,占据世界范围直接利用总量的30%,年利用量连续多年位居世界第一;2014年底,我国地热直接利用发生了可喜的变化,中深层地热供暖比例首次超过温泉洗浴,地热开发能源化利用程度及技术性得到提升。

他建议——

专家们介绍,地热资源开发利用技术是一门多学科的综合技术,涉及资源勘查与评价、钻井成井工艺、尾水回灌、梯级利用、高效运营、保温与换热、防腐防垢、热泵和发电等技术。我国地热技术发展主要表现在以下几个方面:

一是规划布局。从时间布局上说,2035年以前,以供暖为主、发电为辅,把握“北方地区冬季清洁供暖”和“雄安新区”等重要发展契机,以地热供暖为突破口,理顺体制机制,加大政策支持,助力雾霾治理,提升社会各界对于地热产业的认知度。此外,还应该抓紧攻关干热岩勘探开发利用技术,为今后地热发电的规模化发展奠定基础,可在个别地区率先试点突破,形成示范工程,待条件成熟后再大范围推广。2035年以后,随着干热岩开发技术的突破,地热供暖与地热发电齐头并进。从空间布局上说,中东部地区,重点发展地热供暖,助力推进清洁取暖;西部地区,重点推进地热发电,为西部大开发提供清洁能源;夏热冬冷地区,整体推进浅层地热能开发利用,助力长江经济带绿色发展;加强“一带一路”沿线国家地热开发利用合作。从产业布局上说,示范工程带动区域发展。比如,雄安新区地热开发利用驱动京津冀,辐射华北地区地热产业整体发展;产业链多向延伸,比如,纵向延伸地热产业链,实现地热资源集约化利用,横向延伸地热产业链,倡导“地热+”。

一是浅层地热能技术已基本成熟。截至2015年底,浅层地热能供暖制冷面积达3.92亿平米。浅层地热能项目在全国范围内发展迅速,并建成了上海世博轴、北京国奥村、南京国际服务外包产业园等一系列示范项目,提升了社会各界对于浅层地热能的认知。同时,地热能项目也在全国范围内快速发展建成的示范性工程。

二是战略举措。把握发展机遇,全面开拓市场;加大勘查评价力度,构筑产业发展资源基础;加快科技创新,驱动产业转型升级和提质增效;加速人才培养,助推产业可持续发展。

二是中深层地热集中供暖技术相对较为成熟。截至2015年底,我国中深层地热供暖面积已达到1亿平米。河北、天津等省市地热供暖面积均已超2000万平米。河北雄县已建成地热供暖能力530万平米,县城城区基本实现全覆盖,成为我国第一个“无烟城”,打造了技术可复制、经验可推广的“雄县模式”,成为“十二五”期间中国地热产业的发展亮点。目前正在全国范围加速推广。此外,温泉利用几乎遍及全国各省(区、市),总装机量达2508MW,年利用量8788GWh。近年来,温泉产业开发利用技术、管理水平、服务质量不断提升,且更加注重温泉资源的可持续利用及生态环境保护。同时,温泉资源的产业扶贫作用正逐渐被各地政府所重视。

三是战略目标。基于我国地热资源禀赋,梳理“北方地区冬季清洁取暖”、雄安新区建设等重大历史发展机遇对地热产业市场空间的促进作用,参考新能源产业全生命周期理论,制定我国地热发电、干热岩发电的近期、中期以及长期发展目标。

三是中深层地热发电与地热发达国家相比有较大差距。截至“十二五”末,中国地热发电装机容量仅为27.28MW,进入“十三五”,我国地热发电取得突破,其中锦江集团在西藏羊易即将完成总装机容量32MW,云南德宏新建1.2MW,另外还有四川、河北、青海等建成了一些小的发电装机项目,累计共实现地热发电装机总量61.38MW。

四是预期实施效果。我国地热产业资源基础雄厚,如果好好规划布局合理,可以有效促进产业规模发展,从而产生显著的经济、环境、社会效益。

四是干热岩的勘探开发仍在勘查阶段,尚未开发利用。国内干热岩资源勘查集中在青海共和、福建漳州、松辽盆地等。2017年8月,中国地质调查局宣布,青海共和盆地GR1井在3705米深处钻获236℃高温干热岩体,实现干热岩勘查的突破。

总之,发展地热产业不仅对于调整能源结构、节能减排、改善环境具有重要意义,还对国家培育新兴产业、促进以人为本的新型城镇化建设、带动相关装备制造国产化和工程技术业务发展,以及对增加就业均具有明显的拉动效应,是建设生态文明、实现绿色发展的重要举措。

曹耀峰表示,通过国家地热能中心、中国科学院、中国地质科学院、中国石油大学、天津大学、中国地质大学等高校科研院所的共同努力,地热资源开发利用初步建立了一套与中国地热资源特点相适应的技术系列,基本支撑当前地热资源的勘探开发。

把握地热项目的特点

随着国家政策的支持,尤其是2017年国家发改委、能源局、原国土资源部联合发布《地热能开发利用“十三五”规划》,被视为我国地热产业发展的“里程碑”,同时也意味着我国地热能产业迎来前所未有的发展机遇。

曹耀峰曾带队通过对一系列燃煤替代项目开展实地调研与入户座谈发现地热项目普遍具有以下特点,一是与其他清洁供暖方式相比,地热项目运行成本较低,给农户造成的经济负担较小。但对企业而言,初始投资相对较高,投资回收期较长。二是地热项目收益具有稳定性和持续性的特点。收费价格受市场波动较小,往往是随着时间推移收费价格及收费率逐步提高,整体现金流持续稳定增加,项目一般可实现30年~50年长期运营。三是碳排放交易全面推广后,地热项目经济效益将更加明显。未来几年,将是建设全国碳排放交易体系的关键时期。

总体来看,经过数十年的发展,我国地热产业取得了长足发展,产业界积累了丰富的经验与信心。但是,地热产业在技术、经济等方面仍需解决一系列问题。

地热利用发展趋势

大力发展清洁能源已是当今时代主题之一,同时,全球也掀起了开发利用地热资源的热潮。随着社会经济发展和科学技术进步,人类对地热资源的认识也进一步提高了,地热发展前景值得期待。

对于地热开发利用的趋势,曹耀峰表示,《地热能开发利用“十三五”规划》的出台,对我国地热产业快速、健康发展起到极大的推动作用;
“北方地区清洁取暖”的推进扩展了地热产业市场空间,2017年,清洁取暖相关政策密集出台,从已发布的有关政策可知,地热供暖得到了充分重视,未来将作为可再生能源供暖的首选形式重点推进;“雄安新区”将引领全国地热开发走向科学化有序化,2018年4月21日,《河北雄安新区规划纲要》正式发布,明确指出,未来新区要科学利用区内地热资源,综合利用城市余热资源,合理利用新区周边热源,形成多能互补的清洁供热系统,确保新区供热安全;“四深”战略将加速我国干热岩商业化开发进程;地热项目规模不断提升。此外,近年来,政产学研各界均加大了针对干热岩的开发与研究投入,可以预计,随着政产学研各界协同创新,干热岩关键技术将取得突破,助推商业化开发进程。