與2015年規(guī)劃目標相比，我國目前的地熱利用還有很大的差距，未來潛力巨大。隨著我國將綠色發(fā)展提升到前所未有的高度，地熱利用正面臨歷史性的發(fā)展機遇，地熱的春天即將到來。

化石能源在帶來工業(yè)文明的同時，也使人類陷入了“黑色的困惑”，即日益嚴重的環(huán)境和氣候問題。經(jīng)歷30多年的高速發(fā)展，我國的環(huán)境問題日益突出，需要多樣化的能源供給改變單純依賴化石能源的能源利用方式。

根據(jù)我國能源規(guī)劃目標，到2020年，非化石能源要從現(xiàn)在的8.4%達到15%。作為一種可再生的清潔能源，地熱具有儲量豐富、分布廣，用途廣泛、穩(wěn)定性好并且可循環(huán)利用的特點，不受季節(jié)、氣候、晝夜變化等外界因素干擾，日益成為一種頗具競爭力的新能源。

中國地熱資源利用概況

地熱資源按照埋藏深度分為淺層地熱能、中深層地熱能、干熱巖地熱能。我國地熱資源儲量大，占全球地熱資源量的六分之一，其中淺層地熱能資源量每年相當于95億噸標準煤，現(xiàn)每年可利用3.5億噸標準煤，減排5億噸二氧化碳;中深層地熱能資源量相當于8530億噸標準煤，現(xiàn)每年可利用6.4億噸標準煤，減排13億噸二氧化碳;干熱巖資源量相當于860萬億噸標準煤，現(xiàn)正處于研發(fā)階段。

從埋藏深度和分布地域上看，淺層地熱能資源一般位于200米以內(nèi)深度，利用條件好的適宜區(qū)主要分布在東北地區(qū)南部、華北地區(qū)、江淮流域、四川盆地。中深層地熱能(常規(guī)地熱能)一般在200-3000米左右，分為對流型和傳導(dǎo)型。其中高溫對流型地熱主要分布在滇藏以及臺灣地區(qū)，中低溫對流型主要分布在東南沿海和膠遼地區(qū)，而中低溫傳導(dǎo)型地熱主要分布在大中型沉積盆地。干熱巖(增強性地熱)，埋藏深度一般在3000-10000米左右，主要分布在西藏，其次是云南、廣東、福建等東南沿海地區(qū)和山東、陜西局部地區(qū)。

我國地熱資源的開發(fā)利用分為發(fā)電和直接利用兩個方面。高溫地熱資源主要用于發(fā)電;中低溫地熱資源則以直接利用為主，對于25攝氏度以下的淺層地熱能，可利用地源熱泵進行供暖和制冷。

比如天津、河北為代表的地熱供暖，以北京、東南沿海為代表的溫泉旅游與療養(yǎng)等中深層地熱資源直接利用。預(yù)計到2015年底，全國中深層地熱供暖面積達到1億平方米。在地熱發(fā)電方面，我國先后在廣東豐順、河北懷來、江西宜春、湖南灰湯、遼寧熊岳、廣西象州和山東招遠等7個地區(qū)建設(shè)了中低溫地熱發(fā)電站，在西藏羊八井建設(shè)了中高溫地熱發(fā)電站。

因發(fā)電效率和經(jīng)濟效益等原因，目前僅廣東豐順和西藏羊八井尚在發(fā)電。盡管我國直接利用地熱資源量多年位于世界首位，但地熱發(fā)電比較滯后，2014年底，我國地熱發(fā)單總裝機容量僅為27.28MW，世界第18位，與地熱資源大國地位不匹配。

不過2014年年底，我國地熱資源直接利用發(fā)生了積極的變化。地源熱泵達到了58%，地熱供暖比例為19%，首次超過18%的溫泉洗浴。因此地熱開發(fā)的能源性、技術(shù)性開始逐漸顯露出來。

地熱開發(fā)利用技術(shù)亟待提升

基于我國地熱資源利用不足的現(xiàn)實狀況，提升開發(fā)利用技術(shù)成為當務(wù)之急。

我國的地熱資源開發(fā)利用技術(shù)是一門多學(xué)科的綜合技術(shù)，涉及資源的勘察與評價，鉆井成井工藝、尾水回灌、梯級利用、高效運營、保溫與換熱，防腐防垢和熱泵發(fā)電等技術(shù)。

目前，我國地熱開發(fā)利用技術(shù)的實施主體主要由國家地熱能中心、中科院等多家科研機構(gòu)和石油大學(xué)、地質(zhì)大學(xué)等高校構(gòu)成。這些單位相繼開展了地熱資源開發(fā)利用技術(shù)研發(fā)，初步建立了一套與我國地熱資源特點相適應(yīng)的技術(shù)體系，指導(dǎo)地熱資源勘探開發(fā)實踐。

地熱資源的勘察技術(shù)和資源的評價技術(shù)在指導(dǎo)目前我國地熱勘察與評價上起到了積極作用。地熱資源的勘察技術(shù)，以電法、大地電磁法為主，在西藏、天津、北京、陜西、河北、河南、山東、四川、新疆等地的地熱資源勘查中得到了廣泛應(yīng)用。

地熱資源評價技術(shù)，以熱儲體積法最為成熟，國土資源部2009年組織開展《全國地熱資源潛力評估》，該成果已于2014年11月發(fā)布，確定了地熱開發(fā)有利目標靶區(qū)。

針對不同的深度、地層和巖性，形成了不同的熱儲類型的井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計、低密度流體鉆井、熱儲層物性錄井、測井及有效儲層評價等地熱井鉆井成井工藝技術(shù)體系。比如中石油聯(lián)合中石化在肯尼亞OLKARIA地區(qū)施工了一批高溫地熱井，最高地層溫度達到了350攝氏度，初步形成了高溫定向鉆井、井筒降溫、鉆頭選型、空氣泡沫鉆井液等高溫地熱井鉆井技術(shù)。

地熱尾水回灌技術(shù)，是實現(xiàn)地熱資源可持續(xù)開發(fā)的有力措施，世界各國已獲得廣泛應(yīng)用。在地熱資源保護、減少資源浪費、延長生產(chǎn)井壽命以及減少環(huán)境污染等方面具有重要作用。

在開發(fā)利用地熱中，如果沒有回灌就會造成二次污染，地下會面臨被掏空的危險;而一旦利用好回灌技術(shù)，地熱資源則取之不盡，用之不竭，回灌技術(shù)的重要性可見一斑。

在我國，中石化在開展回灌技術(shù)上走在前列，實現(xiàn)了灰?guī)r熱儲層100%回灌，砂巖底層回灌取得階段性成果。比如山東商河、樂陵試驗井回灌率超過80%，陜西咸陽正在進行回灌試驗：文林2號井回灌系統(tǒng)已經(jīng)取得國家專利局頒發(fā)的“砂巖地熱尾水經(jīng)濟回灌系統(tǒng)”技術(shù)專利，自然回灌量連續(xù)兩個采暖季保持在每小時100立方米以上，最大瞬間回灌量達到每小時148立方米，回灌率達到100%。

梯級利用技術(shù)主要根據(jù)“品位對口，梯級利用”的用能思想，實現(xiàn)地熱發(fā)電、建筑高效供熱制冷、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和溫泉沐浴的梯級利用，大幅度提高地熱能的轉(zhuǎn)化與利用。

通俗地講，就是在每個利用階段把地熱資源“吃干榨盡”，充分利用資源。比如我們的熱儲，100~110攝氏度之間，發(fā)電效率不是很高，但我們發(fā)電后再進行地板散熱，甚至再到養(yǎng)殖、種植，形成一個完整梯級利用的產(chǎn)業(yè)鏈。這樣效率就會很高，大幅度提高了地熱能的轉(zhuǎn)換率。

此外，地熱開發(fā)利用的技術(shù)還有蓄能技術(shù)，比如冰蓄能、水蓄冷、蓄熱等。還有循環(huán)技術(shù)、高效的灌熱技術(shù)以及地下水的防凍技術(shù)。

地熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展狀況——以中石化為例

在涉足地熱領(lǐng)域的企業(yè)中，中國石化(600028,股吧)發(fā)展較早也較為成熟，它的發(fā)展模式一定程度上反映了我國地熱開發(fā)利用的狀況。

資料顯示，早在2006年以后中石化的地熱利用規(guī)模幾乎以連年翻番的速度加快發(fā)展，其提供的中深層地熱供暖面積達4000萬平方米，占了全國中深層地熱供暖面積40%，每年實現(xiàn)可替代標準煤120萬噸，減排二氧化碳300萬噸，現(xiàn)已成為國內(nèi)地熱開發(fā)規(guī)模最大的企業(yè)。

2013年2月中石化確定將地熱業(yè)務(wù)作為其單個產(chǎn)業(yè)進行整體規(guī)劃，充分的發(fā)揮上中下游一體化的模式，明確下屬公司——新星公司作為清潔能源專業(yè)公司的發(fā)展定位。

梳理其地熱發(fā)展的歷程發(fā)現(xiàn)，中石化的模式主要有以下幾個特點：在市場上實現(xiàn)由小到大逐步鋪開，在利用上從單一供暖向多元產(chǎn)業(yè)鏈延伸，在業(yè)務(wù)性質(zhì)上具有國家戰(zhàn)略意義，在發(fā)展模式上成功打造成企地合作新模式等。

在與陜西咸陽、河北雄縣等局部區(qū)域合作開發(fā)地熱資源的基礎(chǔ)上，新星公司形成了面向全國的市場新格局。目前中石化已經(jīng)與5個省、19個市、34個縣(區(qū))簽訂了地熱開發(fā)合作協(xié)議。開發(fā)區(qū)域已經(jīng)擴展到北京、陜西、河北、河南、山東等14個省。與北京市地勘局、廣東省地礦局等8家地礦單位以及國內(nèi)地熱領(lǐng)域多個研究院(所)簽訂了戰(zhàn)略合作協(xié)議。

在中石化內(nèi)部，與勝利油田、中原油田、石家莊煉化、鎮(zhèn)海煉化等也實現(xiàn)戰(zhàn)略合作?？梢哉f地熱這個板塊已經(jīng)到了各個油田，有的是新星公司在運作，有的可以說是地方混合所有制。從內(nèi)部上看，未來煉化企業(yè)在這方面潛能巨大。

橫向上從單一“地熱能”向多種“熱能”利用方向發(fā)展，進入油田、鋼鐵、煉化等余熱和廢熱發(fā)電、供暖領(lǐng)域。縱向上延伸產(chǎn)業(yè)鏈，從供暖向發(fā)電、現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)等產(chǎn)業(yè)方向發(fā)展。

中石化地熱科研實現(xiàn)了從公司單一業(yè)務(wù)型到擔負國家地熱產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)跨越發(fā)展責任的轉(zhuǎn)型，一方面國家地熱中心落戶中石化，另一方面中石化形成了地熱創(chuàng)新技術(shù)體系。

首先，組建國家地熱中心。基于中石化為國內(nèi)最大的地熱產(chǎn)業(yè)企業(yè)以及多年的研究力量，國家把組建國家地熱能源開發(fā)利用研究和技術(shù)推廣落在了中石化的新星公司，即國家地熱能中心。該中心可以看作是促進地熱資源開發(fā)利用的技術(shù)研發(fā)孵化器和推廣平臺。未來這個中心開發(fā)形成一個平臺五個系統(tǒng)構(gòu)成的綜合利用信息系統(tǒng)。平臺包括技術(shù)、項目信息化效率監(jiān)測等，成為國家地熱產(chǎn)業(yè)發(fā)布的權(quán)威。

其次，地熱創(chuàng)新技術(shù)體系的建設(shè)。這一體系按照產(chǎn)、學(xué)、研一體化的思路，近幾年，中石化主要建立了四大技術(shù)體系：地熱勘探、地熱開發(fā)、地熱利用以及干熱巖開發(fā)利用技術(shù)。

在地熱資源的實施開發(fā)過程中，中石化與保定市雄縣政府合作，打造了地熱資源開發(fā)政企合作的新模式，即“雄縣模式”。這一模式在全國首例，雄縣也成為國家第一個無煙城。這一模式經(jīng)過6年的運營和建設(shè)，目前地熱供暖能力381萬平方米，城區(qū)基本實現(xiàn)了地熱集中供熱全覆蓋。

中國地熱發(fā)展?jié)摿εc展望

應(yīng)對環(huán)境污染和氣候變化帶來的挑戰(zhàn)，實現(xiàn)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變，都迫切需要能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，我國也將綠色發(fā)展提升到前所未有的高度。地熱利用正面臨歷史性的發(fā)展機遇，地熱的春天即將到來。

根據(jù)國家能源局等四部委《關(guān)于促進地熱能開發(fā)利用的指導(dǎo)意見》，到2015年，地熱能源供熱制冷面積將達到5億平方米，地熱發(fā)電裝機容量爭取達到10萬千瓦，年利用量達到2000萬噸標準煤，2020年，地熱能開發(fā)利用量要達到5000萬噸標準煤。

而與2015年規(guī)劃目標相比，我國目前地熱利用還有很大差距，地熱利用潛力巨大。

從國家宏觀規(guī)劃來看地熱開發(fā)的前景也是樂觀的。以我國城鎮(zhèn)化建設(shè)為例，我國城鎮(zhèn)的建設(shè)面積超過500億平方米，供暖/制冷需求超過100億平方米，目前使用地熱供暖制冷僅為約4億平方、地熱發(fā)電裝機容量僅為2.78千瓦，未來市場空間可觀。

當前我國地熱產(chǎn)業(yè)，形成了以中石化這樣的大型企業(yè)為主導(dǎo)的市場格局，開發(fā)的優(yōu)勢條件明朗。從其自身發(fā)展思路來看，中石化組建了新星公司作為專業(yè)化新能源公司，形成以地熱能品牌建設(shè)為導(dǎo)向，以海外工程服務(wù)為支撐，以中國石化整體上中下游優(yōu)勢為依托，推進太陽能、生物質(zhì)能等新能源集成開發(fā)，打造地熱和新能源集成應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)鏈。

此外，中石化還將開展“地熱+余熱+分布式光伏”的新型能源站建設(shè)，探索多種新能源優(yōu)化組合以及與常規(guī)能源相互協(xié)調(diào)的綜合利用模式。

從外部有利環(huán)境上看，中石化可以依托國家電網(wǎng)規(guī)劃，實現(xiàn)開發(fā)三北地區(qū)新能源。比如國家電網(wǎng)公司根據(jù)國家能源規(guī)劃要求，2015年已近開工建設(shè)錫盟-南京、張北-南昌、蒙西-長沙特高壓電網(wǎng)，正規(guī)劃蒙西-天津南、榆橫-濰坊等特高壓輸電線路。依托這些資源優(yōu)勢，新星開發(fā)新疆、內(nèi)蒙古、寧夏等地區(qū)太陽能、風能產(chǎn)業(yè)，開展風光互補。