自去年以來，我國多省市關(guān)停取締了大量違法、違規(guī)地?zé)峋?，引發(fā)社會廣泛關(guān)注。近期，多省市召開地?zé)峋?、關(guān)停工作調(diào)度會，水熱型地?zé)岚l(fā)展再度引發(fā)業(yè)內(nèi)熱議。我國水熱型地?zé)崂玫奈磥戆l(fā)展方向是什么?如何切實加強地?zé)岣咝∷陀行Щ毓嗉夹g(shù)的研究?亟需業(yè)內(nèi)人士更多思考。

2021年9月9日下午，由中國技術(shù)監(jiān)督情報協(xié)會地?zé)岙a(chǎn)業(yè)工作委員會、北京中航環(huán)宇新能源研究院共同主辦，地?zé)峒覣PP、《中國地?zé)帷冯s志聯(lián)合承辦的“地?zé)峒?middot;水熱型地?zé)岬奈磥?rdquo;線上公益研討會在線上召開。多位知名地?zé)釋＜掖罂?00名與會人員，探討交流了水熱型地?zé)嵛磥戆l(fā)展趨勢及方向，助力地?zé)岙a(chǎn)業(yè)持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展。

因地制宜：地?zé)崮荛_發(fā)與管理的真諦

今年年初，國家能源局發(fā)布《關(guān)于因地制宜做好可再生能源供暖工作的通知》，提出“因地制宜推廣各類可再生能源供暖技術(shù)”。《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》著重提出，“因地制宜開發(fā)利用地?zé)崮堋?rdquo;

對此，中國地?zé)岙a(chǎn)業(yè)工作委員會專家委員會主任鄭克棪指出，因地制宜的提出“正確而及時”。他說，地球是世界最大的不均質(zhì)體，世界各地儲存地?zé)豳Y源的地?zé)崽锶继幵诓煌牡刭|(zhì)條件中，地?zé)衢_發(fā)不可能服從某個統(tǒng)一的模式，地?zé)峁芾硪矝Q不是一刀切。

“地?zé)豳Y源的分布受地質(zhì)條件約束控制，各地有溫度高低，熱水中礦物質(zhì)含量有多寡，它們分別適宜各自不同的可利用方式”。鄭克棪進一步指出，因地制宜就是根據(jù)當(dāng)?shù)刭Y源的具體情況，采用不同的地?zé)衢_發(fā)利用方式。比如，高溫地?zé)峥梢园l(fā)電;發(fā)電后溫度降低了可以供暖;溫度不夠了可以采用熱泵。熱水礦物質(zhì)少的可直接送入管線供暖;但礦物質(zhì)多的有腐蝕和結(jié)垢問題，要用熱交換器換熱后再輸送。

清潔供暖因地制宜還表現(xiàn)在技術(shù)和經(jīng)濟的可行性分析方面。鄭克棪介紹，選擇最佳供暖方案要做技術(shù)和經(jīng)濟可行性分析，技術(shù)效率差不多的就選更經(jīng)濟便宜的。“水熱型地?zé)豳Y源條件好的地區(qū)，地?zé)峁┡钸m宜，但若那里地?zé)釛l件不好，不適宜鉆地?zé)峋?，那就選其他的方法。”

因地制宜原則還涉及地?zé)豳Y源管理。在國外，一個公司承擔(dān)一個地?zé)崽锏拈_發(fā)，熱儲工程專業(yè)的工程師在負(fù)責(zé)各項監(jiān)測和構(gòu)建模型擬合時，隨時以數(shù)據(jù)指導(dǎo)開發(fā)方案作必要的調(diào)整，自成一個系統(tǒng)。而在中國，地?zé)衢_發(fā)管理現(xiàn)狀較亂，各地的管理機構(gòu)地?zé)峁芾硖幱袑儆谧匀毁Y源系統(tǒng)，也有屬于水務(wù)系統(tǒng)，還有屬于建設(shè)系統(tǒng)的單位。

“地?zé)峁芾響?yīng)該實施專業(yè)的管理，尊重地?zé)豳Y源開發(fā)因地制宜原則，盡量簡化，越管越復(fù)雜繁瑣總不是方向。”鄭克棪強調(diào)，地?zé)岬拈_發(fā)管理不是簡單的行政管理，要遵循科學(xué)、依靠技術(shù)。

資源豐富：水熱型地?zé)衢_發(fā)潛力巨大

水熱型地?zé)崮芾檬俏覈責(zé)岙a(chǎn)業(yè)“主力軍”。自2019年3月1日起實施的中華人民共和國能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NB/T 10097-2018《 地?zé)崮苄g(shù)語》規(guī)定，水熱型地?zé)豳Y源是指賦存于天然地下水及其蒸汽中的地?zé)豳Y源。

據(jù)記者了解，水熱型地?zé)崮茉匆话闵疃仍?000米以淺，由地下水作為載體，可以通過抽取熱水或者水汽混合物提取熱量。水熱型地?zé)崛∨夹g(shù)通過開采井抽取地?zé)崴?，在換熱站將熱量傳遞給供熱管網(wǎng)中的循環(huán)水，后者輸送給用戶。

中國科學(xué)院院士汪集暘在致本次公益研討會的賀信中指出，“水熱型地?zé)嵯鄬τ谒^‘干熱巖’埋藏淺、開發(fā)易、成本低、效率高，應(yīng)該是地?zé)豳Y源開發(fā)利用的主力，結(jié)合我國的地質(zhì)構(gòu)造條件，無論東、西、南、北、中都有很大的開發(fā)潛力。”

“截止2019年底全國水熱型地?zé)峁┡娣e達(dá)到2.82億m²，年增長率達(dá)到12.4%，其中河北、河南、山東、天津等省市地?zé)峁┡娣e均已超過3000萬m²。”中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所研究員龐忠和說。

據(jù)不完全統(tǒng)計，截至2020年底，天津市水熱型地?zé)峁┡?812萬m²，淺層地?zé)峒s1291萬m²;河北省水熱型地?zé)峁┡娣e約6000萬m²，淺層地?zé)崦娣e約4500萬m²;山東省水熱型地?zé)峁┡娣e約6100萬m²。

“京津冀魯豫是全國中低溫地?zé)豳Y源開發(fā)早、利用規(guī)模大、利用技術(shù)較為先進的地區(qū)，對節(jié)能減排的貢獻也是非常大的。”天津地?zé)峥碧介_發(fā)設(shè)計院總工程師趙蘇民以天津為例介紹說，2020年地?zé)豳Y源供熱總量約為740.89萬吉焦，折合標(biāo)準(zhǔn)煤25.28萬噸，減少二氧化碳排放量60萬噸，節(jié)能減排效益明顯。

中石化綠源地?zé)崮荛_發(fā)有限公司技術(shù)總監(jiān)孫彩霞介紹，目前我國地?zé)豳Y源年可利用量折合標(biāo)煤0.21億噸，其中水熱型地?zé)衢_采率僅為0.2%，淺層地?zé)崮荛_采率為2.3%，地?zé)豳Y源的開發(fā)潛力巨大。

強化回灌：水熱型地?zé)崂弥匾e措

地?zé)峄毓嗍菫楸苊獾責(zé)釓U水直排引起地?zé)崴幌陆刀扇〉拇胧瑫r也是保證地?zé)豳Y源開發(fā)可持續(xù)利用的必要條件。近年來，業(yè)內(nèi)編制完成了NB/T 10099—2018《地?zé)峄毓嗉夹g(shù)要求》、DZ/T 0330-2019《砂巖熱儲地?zé)嵛菜毓嗉夹g(shù)規(guī)程》等標(biāo)準(zhǔn)。

為加大地?zé)峄毓啾Ｗo力度，河北省提出，補辦取水許可和采礦許可手續(xù)的地?zé)峁┡椖?，地?zé)嵛菜瑢踊毓嗔繎?yīng)不低于95%。山東省提出，開采孔隙熱儲型地?zé)豳Y源的回灌率不低于80%，開采巖溶熱儲型地?zé)豳Y源的回灌率不低于90%。

中石化綠源公司自2009年進駐河北雄縣，逐步替代燃煤和原有直采直排系統(tǒng)，實現(xiàn)城區(qū)95%地?zé)峒泄?，打造了中國首?ldquo;無煙城”。孫彩霞在總結(jié)“雄縣模式”時說，其核心在于實現(xiàn)了區(qū)域化水熱型地?zé)衢_發(fā)的三個統(tǒng)一，即“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一開發(fā)、統(tǒng)一管理”。她稱之為“雄縣模式”是地?zé)崮芨咝А⒏哔|(zhì)量發(fā)展的典范。

記者從孫彩霞展示的“雄縣城區(qū)地?zé)衢_采區(qū)塊某井2017-2021年水溫動態(tài)變化曲線圖”看到，從2017年到現(xiàn)在，地?zé)衢_采井的出口溫度，上下波動幅度幾乎沒有變化——從70度到70.8度，僅有不到1度的變化幅度。

孫彩霞展示的另一張圖片，“雄縣城區(qū)地?zé)衢_采區(qū)塊監(jiān)測井水位埋深(2011-2021)年動態(tài)曲線圖”呈現(xiàn)出近幾年雄縣地?zé)崴宦裆畹膭討B(tài)，其中2018年、2019年、2020年，這三年地?zé)崴粠缀醣３址€(wěn)定。“上世紀(jì)70年代初開發(fā)地?zé)岬臅r候地?zé)崴亲試姷模罄m(xù)幾年，水位埋深持續(xù)下降，為了地?zé)峥沙掷m(xù)開發(fā)，我們按照采灌均衡的模式，把地?zé)崴毓嘞氯?，近幾年水位基本持平了?rdquo;孫彩霞說，“這是近幾年我們完全實現(xiàn)地?zé)峄毓啵硗庑劭h周邊關(guān)停取締非法開采井所帶來的一個效果。”

地?zé)峄毓嘤辛Φ卮龠M了地?zé)豳Y源可持續(xù)利用。經(jīng)記者核實，2004年北京小湯山地?zé)崽锛哟笊a(chǎn)性回灌后，2005～2007年連續(xù)3年水位上升1.20m、0.84m、0.35m，上升幅度2.39m。2017年北京9個地?zé)崽锢^續(xù)開采和回灌的監(jiān)測，小湯山、城區(qū)、良鄉(xiāng)、天竺4個地?zé)崽锞霈F(xiàn)水位上升，上升幅度在0.33m～1.28m。

把脈方向：共話水熱型地?zé)岚l(fā)展趨勢

地?zé)峤】悼沙掷m(xù)發(fā)展，離不開強監(jiān)管、嚴(yán)規(guī)范。趙蘇民說，加強用途管控是水熱型地?zé)嵛磥戆l(fā)展方向之一，通過用途管控，來保證地?zé)豳Y源的規(guī)范化管理。

“十四五”期間，天津市新立礦業(yè)權(quán)只用于供暖，不再新增生活用水用途。除天津外，北京市規(guī)劃和自然資源委員會近期發(fā)布的《北京市礦產(chǎn)資源總體規(guī)劃(2021-2025)(草案)》對地?zé)豳Y源開發(fā)應(yīng)用亦強調(diào)了“強化用途管控”——促進現(xiàn)有的非供暖用途的采礦權(quán)向供暖利用轉(zhuǎn)型，不能實現(xiàn)供暖轉(zhuǎn)型的采礦權(quán)到期后不再延續(xù)。

除了管理層面，在技術(shù)應(yīng)用方面來講，龐忠和認(rèn)為“多能互補”是水熱型地?zé)嵛磥戆l(fā)展的新方向。他介紹，將“穩(wěn)定”的地?zé)崮芘c不穩(wěn)定的風(fēng)能、太陽能、工業(yè)余熱等相結(jié)合，即“地?zé)?”多能互補儲/供能系統(tǒng)。以雄安新區(qū)起步區(qū)為例，規(guī)劃通過“地?zé)?”中深層地?zé)峁┠苣Ｊ綄崿F(xiàn)供暖制冷面積1億平方米。

龐忠和介紹，在地?zé)豳Y源條件好的地方，為了擴大地?zé)崴衫梅秶?，提高地?zé)崮芾寐?，可將不同使用目的、不同使用溫度要求的換熱設(shè)備通過串聯(lián)運行的方式，將地?zé)崃黧w的熱量由高溫到低溫逐級提取利用。

地?zé)岙a(chǎn)業(yè)持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展，離不開政府頂層設(shè)計。趙蘇民認(rèn)為，政府部門“聯(lián)合審批”是水熱型地?zé)嵛磥戆l(fā)展的重要方向。以天津市為例，2012年，天津市國土資源和房屋管理局(現(xiàn)為天津市規(guī)劃和自然資源局)會同天津市水務(wù)局，以會議紀(jì)要的形式確定了對水熱型地?zé)犴椖窟M行聯(lián)合審批。“聯(lián)合審批包括遞交項目申請，如何進行初審、開專家論證會、如何進行驗收等一系列過程都做了會議紀(jì)要。”趙蘇民進一步說，從2012年開始到現(xiàn)在，天津還在延續(xù)這樣的做法，而且兩個局之間對水熱型地?zé)犴椖康墓芾碚吒咏y(tǒng)一，也更加明晰，操作起來也更加方便。

正視問題：尊重規(guī)律，加強行業(yè)自律

“目前來講，回灌可能是制約水熱型地?zé)犴椖磕芊竦玫缴娴囊粋€最主要的因素。”趙蘇民說，早些年天津以開發(fā)為主，目前以規(guī)范為主。“十四五”期間，天津地?zé)犴椖繉⑷堪凑找?guī)范來執(zhí)行。“規(guī)范整頓不合規(guī)的地?zé)峋?，期限?022年10月底，到期未補建回灌井，即使采礦權(quán)證未到期也將全部封停。”

“目前水熱型地?zé)衢_發(fā)存在系統(tǒng)思維問題，這其中包括政治思維、管理思維、技術(shù)思維等，需要綜合考慮。”他認(rèn)為，目前業(yè)內(nèi)一些企業(yè)沒有按照水熱型規(guī)律去做，而是按照企業(yè)自身的需要去做，“想取多少地?zé)峋烷_發(fā)多少地?zé)幔毓嗖涣宋也还?，缺乏一個系統(tǒng)思維”。

“河北肅寧縣為加大地?zé)峄毓嗦剩?200-2300米深的地?zé)峋壳盎旧?lsquo;一采兩灌’。”趙蘇民表示這是在河北嚴(yán)格政策下，保護地?zé)豳Y源、可持續(xù)開發(fā)，加大地?zé)峄毓嗔Χ鹊囊粋€典范，“如何在政府的監(jiān)管下，做好水熱型地?zé)峥沙掷m(xù)開發(fā)，這里面有很多工作要做。”

他特別指出，目前地?zé)嵝袠I(yè)缺乏自律，“如何來規(guī)范約束我們自身的行為非常重要，如果我們自己做不好，市場上五花八門各種技術(shù)，而且這些新技術(shù)的能效或者說其貢獻到底有多大，還有待商榷。”

“現(xiàn)在水熱型地?zé)嵩谀承┑胤奖粐?yán)格封井取締，水熱型地?zé)崴坪踝鲥e了什么，實際上水熱型地?zé)豳Y源本身并沒有錯，我們一定要按照水熱型地?zé)豳Y源開發(fā)利用規(guī)律，規(guī)范化的去做好我們自身的工作，我想水熱型地?zé)豳Y源開發(fā)前景仍然是非常好的。”趙蘇民說。

(注：原文刊登于2021年9月刊《中國地?zé)帷冯s志)