霧霾重災(zāi)區(qū)華北平原，誕生了中國(guó)第一座“無(wú)煙城”——雄縣。

在周邊地區(qū)掰著手指數(shù)著頭頂藍(lán)天的日子，囤著最新款的空氣凈化器，朋友圈里熱議著哪種口罩過(guò)濾PM2.5更徹底時(shí)，雄縣首先對(duì)外宣告，成功實(shí)現(xiàn)了整個(gè)縣城的“無(wú)煙”。

根據(jù)《河北省大氣污染防治強(qiáng)化措施實(shí)施方案(2016-2017年)》，到2017年10月底前，連同另外17個(gè)縣(市、區(qū))一起，雄縣將不再消費(fèi)燃煤。

雄縣能源結(jié)構(gòu)的清潔高效和在環(huán)保問(wèn)題上的突破，首先要?dú)w功于地?zé)豳Y源的開(kāi)發(fā)利用和規(guī)劃普及。雄縣的經(jīng)驗(yàn)未來(lái)還將向雄安新區(qū)等更廣的范圍內(nèi)推廣。無(wú)所不能從雄縣的地?zé)衢_(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)聊起，梳理地?zé)岬慕?jīng)濟(jì)性和推廣的前景。

得天獨(dú)厚的地?zé)豳Y源條件

1972年冬天，華北石油物探在北營(yíng)村進(jìn)行石油勘探時(shí)，偶然間打通了當(dāng)?shù)氐谝豢跍厝試娋?，自此，雄縣開(kāi)啟了地?zé)嶂?。截至今?月1日，雄縣已經(jīng)鉆井69口，建設(shè)換熱站36座，供暖能力達(dá)450萬(wàn)平方米，占全縣域集中供暖面積的95%以上。如今，雄縣已經(jīng)超越地?zé)岽髧?guó)冰島的首都雷克雅未克，成為世界上人口最多全面實(shí)現(xiàn)地?zé)峁┡某鞘小?/p>

據(jù)EarthPolicy Institute，全球距地表5公里以內(nèi)蘊(yùn)藏的地?zé)豳Y源可以產(chǎn)生的能量幾乎達(dá)到了已探明油氣儲(chǔ)量的50000倍。中國(guó)位于“太平洋火圈”沿線，地?zé)豳Y源豐富，有數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)地?zé)豳Y源約占全球資源量的1/6。

作為全國(guó)第七個(gè)獲批的溫泉之鄉(xiāng)，雄縣的地?zé)豳Y源優(yōu)勢(shì)得天獨(dú)厚，屬于華北地區(qū)地?zé)豳Y源條件最優(yōu)越的牛駝鎮(zhèn)地?zé)崽铩Ｐ劭h的基巖熱儲(chǔ)面積約為320平方公里，占了整個(gè)地?zé)崽锩娣e的一半，縣域面積的61%。具有分布廣、儲(chǔ)量大、埋藏淺、水溫高、水質(zhì)優(yōu)的特點(diǎn)，便于開(kāi)發(fā)利用。

圖：河北地?zé)豳Y源分布情況

圖片來(lái)源：河北青年報(bào)，制圖：趙濤

雄縣成功開(kāi)創(chuàng)了地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)“政企合作”的“雄縣模式”。

2009年8月，保定市雄縣人民政府與中國(guó)石化集團(tuán)新星石油公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)：“新星石油”)簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，合作開(kāi)發(fā)地?zé)豳Y源。作為新星石油子公司，中石化綠源地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)：“綠源公司”)負(fù)責(zé)了雄縣的地?zé)衢_(kāi)發(fā)工作。綠源公司由新星石油和極地綠色能源集團(tuán)(ArcticGreen)在2006年共同出資成立，股比51:49，主要從事地?zé)岙a(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)、節(jié)能技術(shù)服務(wù)以及溫室氣體減排業(yè)務(wù)。

在雄縣的地?zé)衢_(kāi)發(fā)中，冰島的經(jīng)驗(yàn)功不可沒(méi)。包括綠源公司技術(shù)總監(jiān)孫彩霞在內(nèi)的業(yè)界技術(shù)骨干，都曾在冰島學(xué)習(xí)過(guò)。

與冰島經(jīng)驗(yàn)的完美結(jié)合

冰島是高緯度的北歐國(guó)家，位于北美和亞歐板塊的邊界地帶，兩個(gè)板塊以每年2cm的速度移動(dòng)，交界線從西南向東北貫穿全島。特殊的地質(zhì)構(gòu)造和活躍的地殼活動(dòng)為冰島帶來(lái)了豐富的地?zé)豳Y源。

圖片來(lái)源：《Renewable Energy Systems on aGeothermal Platform》

作者：Gueni A. Jóhannesson

1940年以前，對(duì)燃煤供熱的過(guò)度依賴(lài)導(dǎo)致冰島的霧霾問(wèn)題十分嚴(yán)峻。在短暫地轉(zhuǎn)向進(jìn)口石油供熱后，冰島著手大規(guī)模地推進(jìn)地?zé)峁犴?xiàng)目。截至2015年，據(jù)冰島能源局?jǐn)?shù)據(jù)，該國(guó)的地?zé)峁岜戎匾呀?jīng)達(dá)到96%，全面覆蓋了居民、商業(yè)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)和漁業(yè)，環(huán)境問(wèn)題得到改善的同時(shí)，供熱價(jià)格也顯著下降。

人均年用電量全球最高，約合5萬(wàn)千瓦時(shí)，是中國(guó)的15倍左右。目前冰島的電源結(jié)構(gòu)中，地?zé)峤咏?0%，73.3%來(lái)自水電，而風(fēng)電僅為0.1%，化石燃料幾乎為0。

因?yàn)樗姲l(fā)電量不穩(wěn)定，未來(lái)資源可能呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，地?zé)嶙鳛榉€(wěn)定的電源，得到了政府大規(guī)模開(kāi)發(fā)的支持。未來(lái)比重將進(jìn)一步上升。冰島能源局局長(zhǎng)Gundi A Jóhannesso預(yù)測(cè)，從目前到2060年，冰島新增地?zé)岚l(fā)電量將達(dá)到3000億千瓦時(shí)/年。到2060年，冰島可再生能源累計(jì)貢獻(xiàn)二氧化碳減排量將高達(dá)15億噸。

地?zé)嵴攘吮鶏u的環(huán)境，也振興了冰島的經(jīng)濟(jì)。

2008年歐洲經(jīng)濟(jì)危機(jī)前，冰島一度面臨破產(chǎn)窘境，人均虧空高達(dá)45萬(wàn)美金。2008年以后，隨著地?zé)岚l(fā)電的迅速增長(zhǎng)，冰島電價(jià)水平迅速下降，吸引了全球的電解鋁產(chǎn)業(yè)，推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展。金融危機(jī)過(guò)后，據(jù)世界銀行公布數(shù)據(jù)，冰島的GDP由2009年的128.9億美元迅速攀升至2015年的167.8億美元。目前，冰島國(guó)內(nèi)76.4%的電力生產(chǎn)用于工業(yè)，約合144億千瓦時(shí)。

數(shù)據(jù)來(lái)源：世界銀行

圖：冰島國(guó)民生產(chǎn)總值GDP(1960-2015)

冰島的地?zé)衢_(kāi)發(fā)極具經(jīng)濟(jì)性。冰島能源局局長(zhǎng)Gundi將冰島和同為高緯度北歐城市的丹麥?zhǔn)锥几绫竟墓醿r(jià)格“漢堡包指數(shù)”相對(duì)比，在冰島對(duì)100平方米面積的住房供熱每月該指數(shù)僅為8，而哥本哈根則高達(dá)50。

目前，盡管淺層地?zé)豳Y源豐富，冰島又重新回到了新技術(shù)的探索上，致力于開(kāi)發(fā)“超臨界”地?zé)豳Y源，提高單井出率至現(xiàn)有常規(guī)單井水平的5-10倍，屆時(shí)，平均單井出率可達(dá)50MW。由于流體達(dá)到“超臨界”態(tài)需要足夠的壓力和溫度，和巖漿距離近，流體成分復(fù)雜，呈強(qiáng)酸性腐蝕性強(qiáng)，從研究到商業(yè)發(fā)電將會(huì)面臨一個(gè)新的10到20年的學(xué)習(xí)階段。今年2月，冰島在深鉆方面取得了突破性進(jìn)展，成功鉆井深度超過(guò)4.6km。

中科院專(zhuān)家龐中和表示：“中國(guó)和冰島的地?zé)釛l件不同，需要結(jié)合實(shí)際國(guó)情，因地制宜。冰島的發(fā)展理念超前，值得借鑒。”

雄縣地?zé)衢_(kāi)發(fā)具推廣經(jīng)濟(jì)性

入駐雄縣以來(lái)，綠源公司采取了一系列先進(jìn)技術(shù)，包括梯級(jí)利用、熱交換、智能監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集技術(shù)等，提高了地?zé)崮艿睦眯?，避免了資源浪費(fèi)。

在地?zé)豳Y源的可持續(xù)利用和環(huán)境效應(yīng)方面，雄縣本著“取熱不取水”的開(kāi)發(fā)理念，通過(guò)熱交換技術(shù)將換完熱的地?zé)嵛菜诿荛]狀態(tài)下通過(guò)回灌管線回注到1500米的地下，實(shí)現(xiàn)了100%完全同層回灌和產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展。如今，雄縣城區(qū)范圍內(nèi)的地?zé)崴幌陆第厔?shì)已開(kāi)始明顯趨緩，由原來(lái)的每年下降6-7米減緩到目前2-3米。

對(duì)比“師父”冰島，因地制宜的雄縣地?zé)衢_(kāi)發(fā)更具經(jīng)濟(jì)性。

據(jù)綠源公司技術(shù)總監(jiān)孫彩霞透露，“雄縣打一口地?zé)峋?，鉆井深度1000-2000米，成本需要200多萬(wàn)人民幣/MW”。而冰島的鉆井成本則高達(dá)200多萬(wàn)美金/MW，是中國(guó)的7倍左右。

因?yàn)橘Y源好、未上熱泵，雄縣投資的成本目前為100元/平方米左右，加之運(yùn)行成本逐年降低，16元/平方米的熱價(jià)核算下來(lái)還有微利。據(jù)孫彩霞估算，在中國(guó)，無(wú)補(bǔ)貼的情況下實(shí)現(xiàn)盈虧平衡，若采用ORC雙工質(zhì)技術(shù)，需要地?zé)釡囟冗_(dá)到100攝氏度以上;若采用閃蒸技術(shù)，則需要地?zé)釡囟冗_(dá)到150攝氏度以上。

在全面實(shí)現(xiàn)地?zé)峁岷?，雄縣的熱價(jià)相應(yīng)下降，目前僅為16元/平方米，全國(guó)最低。而同屬雄安新區(qū)的容城，由于需要應(yīng)用熱泵，熱價(jià)較雄縣略高，為22元/平方米。

地?zé)岬拈_(kāi)發(fā)從雄縣推進(jìn)到了整個(gè)雄安新區(qū)。

在中深層地?zé)豳Y源方面，雄安新區(qū)有牛駝鎮(zhèn)地?zé)崽?、容城地?zé)崽?，位于高?yáng)地?zé)崽锉辈俊Ｔ跍\層地?zé)豳Y源方面，雄安新區(qū)位于冀中平原，第四系全面覆蓋，利于開(kāi)發(fā)，可采用地源熱泵系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)冬季供暖夏季制冷。整個(gè)雄安新區(qū)的可利用淺層地?zé)崮軆?chǔ)量大約相當(dāng)于3400萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，在替代燃煤供熱的同時(shí)可減少1600萬(wàn)噸的污染物排放。

2011年，綠源公司與容城政府簽署地?zé)衢_(kāi)發(fā)合作協(xié)議。截至2016年底，綠源公司在雄安新區(qū)范圍內(nèi)簽約供暖面積達(dá)683.4萬(wàn)平方米，鉆井98眼，建成換熱站45座，鋪設(shè)地?zé)峁芫W(wǎng)110公里，實(shí)現(xiàn)供暖面積430萬(wàn)平方米。

在雄安新區(qū)的整體規(guī)劃中，在統(tǒng)一對(duì)中深層和淺層地?zé)崮苓M(jìn)行布局的同時(shí)，“地?zé)?多種清潔能源”的多能互補(bǔ)結(jié)構(gòu)也融入了未來(lái)新區(qū)的整體規(guī)劃。面對(duì)巨大的市場(chǎng)機(jī)遇和美好前景，綠源公司財(cái)務(wù)總監(jiān)趙鑫表示，為了擴(kuò)大業(yè)務(wù)，未來(lái)公司會(huì)有增資的計(jì)劃。