河南省地熱資源開(kāi)發(fā)利用情況與前景展望

河南省地熱資源較豐富，近年來(lái)在供暖、溫泉、康養等方面的應用呈上升趨勢。在新時(shí)代生態(tài)文明建設的大背景下，地熱資源因其清潔、環(huán)保、資源蘊藏量豐富的優(yōu)點(diǎn)，將在能源結構調整、提高清潔能源比例上起到積極作用。近期，在國家和河南相關(guān)規劃、政策的推動(dòng)引導下，全省地熱能開(kāi)發(fā)利用發(fā)展速度明顯加快。另外，當前省內地熱資源開(kāi)發(fā)也面臨著(zhù)資源家底不清、統一規劃不足、梯級利用率低、科技創(chuàng )新能力弱等問(wèn)題。河南應以習近平生態(tài)文明思想為指導，在敬畏自然、保護自然的前提下，科學(xué)規劃、統籌管理，把握當前地熱資源開(kāi)發(fā)的發(fā)展機遇，推動(dòng)全省地熱能深化應用和全產(chǎn)業(yè)鏈科學(xué)發(fā)展。

一 河南省地熱資源調查及利用總體情況

目前，河南省淺層地熱能、中深層水熱型地熱資源的調查和初步儲量評價(jià)基本完成，干熱巖資源調查評價(jià)取得了階段性成果。河南省淺層地熱能分布廣泛，主要用于建筑物供暖（制冷），可實(shí)現燃煤減量替代，并對傳統供暖方式形成有益補充；中深層水熱型地熱資源豐富、應用范圍廣，在供暖、溫泉、洗浴、游泳、生活熱水提供等方面都有應用；干熱巖資源處于調查評價(jià)階段，已圈定優(yōu)勢靶區并掌握相關(guān)地質(zhì)資料，具備進(jìn)一步調查評價(jià)與開(kāi)發(fā)利用的基礎。

（一）地熱資源勘查開(kāi)發(fā)現狀

河南省地熱資源較豐富，勘查結果顯示：淺層地熱能可開(kāi)發(fā)利用面積占全省總面積的65.32%。中深層水熱型地熱資源熱儲面積占河南省面積的25.2%，已探明800～1200米深度的中深層水熱型地熱年資源量為9.15億立方米。干熱巖資源尚處于調查評價(jià)階段，2017年開(kāi)展的河南省干熱巖調查評價(jià)項目，在伏牛山北麓、內黃隆起、新野隆起、息縣隆起四個(gè)區塊開(kāi)展調查工作，初步圈定干熱巖有利勘查靶區2～4處。按照地幔軟流圈底劈理論，結合大地熱流值和地熱開(kāi)發(fā)情況分析，新增干熱巖勘查靶區兩處：洛陽(yáng)龍門(mén)和濟源五龍口地區。初步評價(jià)在4000～5000米深度，有望找到溫度150℃～200℃的干熱巖。

（二）利用方式及市場(chǎng)行情

經(jīng)過(guò)近20年的發(fā)展，河南省地熱能開(kāi)發(fā)利用方式已經(jīng)由單純的洗浴、游泳、生活熱水向建筑物供暖（制冷）、度假康養、梯級綜合利用轉變。

淺層地熱能供暖（制冷）技術(shù)成熟，以地下水地源熱泵和地埋管地源熱泵形式為主，初期投資價(jià)格為200～300元/平方米，在全面掌握地質(zhì)參數合理優(yōu)化設計的前提下，系統能耗比可達到3～4，用戶(hù)舒適度高、節能效果明顯、適用范圍廣，是冬季供暖季燃煤減量替代的有效方式之一。

中深層水熱型地熱供暖前期開(kāi)發(fā)成本高，投資主要用于地質(zhì)勘探、鉆探、地熱換熱站建設等，受地層條件影響，不同地區前期投入費用存在差異。僅資源豐富和回灌條件較好地區后期運行費用低、供暖效率高，具有一定的經(jīng)濟性。目前，河南省中深層水熱型地熱供暖增長(cháng)較快，濮陽(yáng)市、蘭考縣、周口市等地已先行先試，實(shí)踐了“取熱不取水”的冬季供暖模式，市場(chǎng)有待進(jìn)一步拓展。

干熱巖資源埋藏深、儲量巨大，目前仍處于調查評價(jià)階段，仍需投入各類(lèi)資本進(jìn)行資源調查、技術(shù)研發(fā)、示范工程建設等工作，未來(lái)干熱巖將主要應用于地熱發(fā)電、地熱綜合梯級利用，市場(chǎng)潛力巨大。

二 2018年河南省地熱資源開(kāi)發(fā)利用情況

2018年，河南省地熱資源開(kāi)發(fā)利用在資源勘探、技術(shù)創(chuàng )新、標準化建設、運作模式、市場(chǎng)開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域都取得了一定的成績(jì)和突破。

（一）資源勘查取得新突破

通過(guò)地熱開(kāi)發(fā)項目的帶動(dòng)和實(shí)踐，在一些以往地熱資源勘探空白區或難度大的地區實(shí)現了中深層水熱型地熱資源勘探的新突破，為地熱資源開(kāi)發(fā)利用提供了良好的資源基礎。

2018年，河南省在中深層水熱型地熱資源勘探方面取得新的突破。通過(guò)科學(xué)勘查、優(yōu)化工藝、提質(zhì)增量等方法，在一些以往地熱資源勘探空白區或難度大的地區發(fā)現了優(yōu)質(zhì)地熱資源，為下一步開(kāi)發(fā)利用提供了良好的資源基礎和保障。新發(fā)現的地熱資源有：開(kāi)封市2000米館陶組熱儲溫度84℃、水量70立方米/小時(shí)；洛陽(yáng)欒川1800米安山巖熱儲溫度63℃、水量120立方米/小時(shí)；洛陽(yáng)市1800米大理巖熱儲溫度達96℃。

（二）勘探、開(kāi)發(fā)及利用技術(shù)不斷創(chuàng )新

地熱資源勘查評價(jià)方面，建立了地熱資源承載力評估指標體系，將微動(dòng)探測等新技術(shù)方法應用于干熱巖調查評價(jià)中。地熱能資源開(kāi)發(fā)方面，開(kāi)展了地熱鉆井完井工藝技術(shù)研究，在井身結構設計、低密度鉆井液鉆井、測井、固井、濾水管基本性能參數確定及防砂處理等方面形成了鉆井完井系列特色技術(shù)；地熱能資源利用方面，評價(jià)了地熱供暖中常規泵管和石油套管的經(jīng)濟性，石油套管抗腐蝕性更強，有利于保障持續穩定供暖；研究設計了井口恢復、試水測試等完整的地熱井測試工藝，為將地熱資源豐富的油區內廢棄井改造成地熱井提供了工程解決方案。

技術(shù)創(chuàng )新方面，通過(guò)不斷研究與改進(jìn)鉆探工藝，成功將空氣潛孔錘+氣舉反循環(huán)的“二合一”組合鉆井工藝應用于深部地熱鉆探，取得了良好效果；將水力壓裂技術(shù)引入地熱增產(chǎn)，在豫西基巖熱儲和開(kāi)封市館陶組熱儲地層中，實(shí)現地熱單井出水量分別增加3倍和2倍的效果，為基巖地區地熱和地下水資源增產(chǎn)提供了示范；通過(guò)進(jìn)行無(wú)干擾中深井換熱系統及完井工藝試驗，為深部地熱換熱技術(shù)提供了鉆井成井技術(shù)示范；運用熱均衡計算法和數值模擬法分析研究地源熱泵地下水換熱系統工程中存在的“回灌難”“熱貫通”和“冷熱失衡”問(wèn)題，為地源熱泵運行過(guò)程中存在的問(wèn)題提出了解決措施。

（三）標準體系建設逐步完善

在標準化建設方面，通過(guò)積極參與行業(yè)標準、地方標準制定，地熱資源開(kāi)發(fā)利用的各個(gè)領(lǐng)域標準化程度不斷完善。

根據《能源行業(yè)地熱能專(zhuān)業(yè)標準體系表》，按照地熱能通用基礎標準、地熱資源勘查與評價(jià)、鉆完井工程、地熱發(fā)電、地熱供暖與制冷、采出水綜合利用及資源保護進(jìn)行了分類(lèi)，共有124項標準，已經(jīng)發(fā)布的國家或行業(yè)標準共71項，2017～2018年正在制定的標準有40余項。2018年河南省積極參與地熱領(lǐng)域中能源行業(yè)標準的制定，起草的《淺層地熱能鉆探工程技術(shù)規范》《淺層地熱能地下?lián)Q熱工程驗收規范》正在征求意見(jiàn)；完成了河南省地方標準《PVC-U供水管井技術(shù)規范》（DB41/T 597—2018）。全省地熱能開(kāi)發(fā)利用標準體系不斷完善。

（四）政企合作實(shí)現共贏(yíng)發(fā)展

在政策利好、大氣污染有效治理、清潔能源快速發(fā)展的形勢下，地熱能產(chǎn)業(yè)也將進(jìn)入快速發(fā)展期，已有10余家央企和民營(yíng)企業(yè)在省內投資地熱供暖（制冷）項目。政企合作是國內外地熱開(kāi)發(fā)利用水平較高地區的主要做法之一。國內大型能源企業(yè)正在通過(guò)政企合作方式進(jìn)入河南省地熱供暖市場(chǎng)，加速在全省的地熱產(chǎn)業(yè)布局。目前，濮陽(yáng)市人民政府、蘭考縣人民政府、開(kāi)封市人民政府分別與中石化新星石油公司等企業(yè)簽訂了地熱能供暖特許經(jīng)營(yíng)合作協(xié)議。市場(chǎng)運作模式通過(guò)政企合作模式，在濮陽(yáng)市、蘭考縣、開(kāi)封市等地取得了豐富經(jīng)驗，以更便捷、更人性化的服務(wù)將地熱供暖帶入百姓生活。

（五）地熱康養項目示范效果良好

黨的十九大報告指出，中國特色社會(huì )主義進(jìn)入新時(shí)代，我國社會(huì )的主要矛盾已經(jīng)轉化為人民日益增長(cháng)的美好生活需要和不平衡不充分發(fā)展之間的矛盾。美好生活需求就包括了對物質(zhì)文化生活的更高要求。當前人們工作生活的高強度和快節奏，使得人們對休閑度假療養的需求日益增加，在休閑、康養領(lǐng)域的消費意愿強烈。依托優(yōu)質(zhì)溫泉資源，打造環(huán)境好、康養效果佳、服務(wù)理念人性化的溫泉休閑或康養度假區已成為未來(lái)溫泉旅游的發(fā)展方向之一。目前，河南省洛陽(yáng)龍門(mén)、欒川九龍山、許昌鄢陵等地區均有不同理念的溫泉度假休閑產(chǎn)品，為今后河南省溫泉旅游度假產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到了良好示范。

三 河南省地熱供暖規?；l(fā)展展望

地熱供暖規?；檬堑責豳Y源科學(xué)開(kāi)發(fā)利用的方式之一，可有效補充傳統供暖模式，緩解供暖季燃煤帶來(lái)的大氣污染等問(wèn)題。在國家和省級各類(lèi)政策的指導以及國內地熱開(kāi)發(fā)先進(jìn)經(jīng)驗的示范帶動(dòng)下，河南省地熱資源開(kāi)發(fā)利用迎來(lái)了新的發(fā)展機遇，未來(lái)河南省地熱供暖范圍將呈持續增長(cháng)的態(tài)勢。

（一）地熱行業(yè)面臨良好發(fā)展機遇

1.行業(yè)支持政策密集出臺

2017年以來(lái)，國家層面的政策和規劃文件密集出臺，在國家政策和規劃文件的指導下，河南省地熱規劃文件相繼發(fā)布，為河南省地熱發(fā)展提供了政策和制度保障。根據《關(guān)于鄭州市等省轄市、省直管縣（市）開(kāi)展地熱能清潔供暖規?；迷圏c(diǎn)工作的通知》（豫發(fā)改能源〔2018〕611號），鄭州市、開(kāi)封市、安陽(yáng)市、新鄉市、濮陽(yáng)市、三門(mén)峽市、周口市、蘭考縣、永城市、鹿邑縣、新蔡縣確定為地熱能清潔供暖規?；迷圏c(diǎn)區域，其先行先試將有助于推動(dòng)全省地熱能規?；冒l(fā)展。

2.示范項目經(jīng)驗和模式逐步推廣

淺層地熱能供暖制冷方面，北京奧運村、國家大劇院和上海世博會(huì )的應用有較強的示范作用。天津市是國內地熱供暖實(shí)施較早的城市，在規范管理、制度建設、監測、回灌等方面位于國內前列。河北省雄縣地熱集中供暖面積占城區集中供暖總面積的95%以上，打造了技術(shù)可復制、經(jīng)驗可推廣的雄縣模式。國內地熱能開(kāi)發(fā)利用的成功模式和雄縣模式展示了地熱能在供暖領(lǐng)域的地位和作用，為河南省地熱能供暖提供示范參考，將加快全省地熱能供暖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

3.生態(tài)文明建設助推行業(yè)發(fā)展

當前，我國生態(tài)文明建設已經(jīng)被擺在了前所未有的高度，大氣污染防治已經(jīng)成為全社會(huì )關(guān)注的重點(diǎn)。近幾年，河南省冬季供暖期間嚴重霧霾天氣頻繁出現。2018年11月11日至15日，河南省安陽(yáng)、鄭州、開(kāi)封、新鄉、洛陽(yáng)、焦作、濮陽(yáng)均出現了重度污染天氣（見(jiàn)表1）。地熱供暖較煤、天然氣等能源具有顯著(zhù)的環(huán)保優(yōu)勢。隨著(zhù)河南供熱需求的逐年增加，在當前國家鼓勵地熱供暖政策的推動(dòng)下，未來(lái)地熱供暖在全省供暖中將大有作為。

表1 河南省及周邊空氣質(zhì)量情況

4.美好生活需求為地熱行業(yè)提供了廣闊空間

2018年供暖季，隨著(zhù)全省集中供暖新用戶(hù)的增加，熱源供應能力不足等因素影響了居民采暖體驗。燃煤供熱機組和燃氣供熱機組運行受環(huán)境和氣源供應影響較大，地熱開(kāi)發(fā)利用與地質(zhì)條件相關(guān)，不受氣候、一次能源消耗的限制，因地制宜地開(kāi)展地熱供暖項目是緩解當前冬季供暖熱源緊張、供暖季污染問(wèn)題的有效途徑之一。隨著(zhù)人們對生活質(zhì)量的要求不斷提高，冬季供暖作為一項民生工程，需要供熱企業(yè)多方謀劃，提升民眾生活滿(mǎn)意度。

（二）地熱行業(yè)規模發(fā)展面臨的問(wèn)題

1.地質(zhì)資料體系不健全，評估精準性有待提升

河南省地熱資源調查評價(jià)工作主要依托公益性地勘項目或市場(chǎng)性項目開(kāi)展。目前，河南省大部分地區開(kāi)展了淺層地熱能、中深層水熱型地熱資源的調查評價(jià)工作，大體掌握河南省地熱資源基本情況。由于開(kāi)展地質(zhì)調查工作的主體不同，地質(zhì)基礎資料掌握在不同部門(mén)、不同系統的單位中，地質(zhì)資料體系尚不健全，一定程度上對全省地熱資源評價(jià)工作的精準性產(chǎn)生了影響。

2.研發(fā)力量投入不足，技術(shù)水平和創(chuàng )新性有待提升

河南省地熱能開(kāi)發(fā)利用領(lǐng)域的科技研發(fā)項目較少。2018年，河南全省3880余項科技攻關(guān)項目中，僅有1項與地熱相關(guān)。2018年河南省公開(kāi)招標的地質(zhì)科研項目、地質(zhì)勘查項目、基礎性地質(zhì)環(huán)境項目28個(gè)，僅有2個(gè)地質(zhì)科研項目涉及地熱能開(kāi)發(fā)利用，研究費用僅占招標項目總經(jīng)費的1.79%。從項目主要內容來(lái)看，其他類(lèi)地質(zhì)項目已涉及大數據、“互聯(lián)網(wǎng)+”、智能化等高水平科技，而地熱仍局限于技術(shù)研發(fā)、工程技術(shù)等問(wèn)題。河南地熱能開(kāi)發(fā)需加大研發(fā)投入力度，利用技術(shù)需進(jìn)一步實(shí)現多專(zhuān)業(yè)融合、多領(lǐng)域發(fā)展。

3.專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員欠缺，人才培養力度有待加大

地熱專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域人才欠缺是國內地熱開(kāi)發(fā)領(lǐng)域中普遍存在的問(wèn)題，目前國內已經(jīng)開(kāi)展了大量的國際交流合作、國內高校開(kāi)設地熱能專(zhuān)業(yè)或課程等方式，加大地熱領(lǐng)域人才的培養力度。河南省地熱開(kāi)發(fā)人才集中在地礦部門(mén)、部分空調生產(chǎn)企業(yè)和部分私營(yíng)地熱供暖企業(yè)，但技術(shù)水平參差不齊。地熱作為新興產(chǎn)業(yè)，高素質(zhì)的人才是地熱產(chǎn)業(yè)健康、良性發(fā)展的保障，應該注重多渠道、多方位的人才引進(jìn)和培養。

（三）河南省地熱發(fā)展遠期展望

《河南省地熱能開(kāi)發(fā)利用“十三五”規劃》指出，2015年河南省現有地熱供暖面積3500萬(wàn)平方米，到2020年累計地熱供暖面積目標為1.17億平方米?！逗幽鲜∥廴痉乐喂詰鹑晷袆?dòng)計劃（2018～2020年）》指出，統籌地熱能開(kāi)發(fā)利用，積極發(fā)展地熱供暖（制冷），新增地熱供暖面積6000萬(wàn)平方米。到2020年，可再生能源占全省能源消費總量達到7%以上。全省各地市也因地制宜地制定了地熱供暖發(fā)展目標，如鄭州市預計2020年實(shí)現“十三五”期間新增地熱供暖面積1800萬(wàn)平方米；濮陽(yáng)市預計2020年實(shí)現地熱供熱面積累計1365萬(wàn)平方米，實(shí)現“北有雄安、南有濮陽(yáng)”的地熱開(kāi)發(fā)利用目標。截至2018年11月，全省2018年新增地熱供暖面積1459萬(wàn)平方米，綜合考慮國家及河南省地熱供暖規劃目標，結合各地市發(fā)展的不同水平，2019～2030年河南省地熱供暖面積初步預測如下。

2019～2020年：以2020年累計增長(cháng)地熱供暖面積達1.17億平方米為目標，結合各地市地熱供暖發(fā)展規劃和當前發(fā)展形勢，2019年、2020年每年增長(cháng)率分別為29%、30%。

2021～2030年：根據中國1994年以來(lái)的地熱供暖面積增長(cháng)情況，1994～2009年為我國地熱供暖面積上升時(shí)期，每5年增長(cháng)率達93%～200%，2014～2018年為快速發(fā)展時(shí)期，增長(cháng)率在90%左右。當前環(huán)境污染、霧霾圍城等環(huán)境問(wèn)題給地熱供暖帶來(lái)了空前發(fā)展機遇，根據當前國家地熱開(kāi)發(fā)規劃和政策目標，預測2030年累計地熱供暖面積約4.2億平方米，2020～2030年地熱供暖面積年均增長(cháng)率在90%左右（見(jiàn)圖1）。

圖1 2019～2030年河南省地熱供暖面積預測

四 推動(dòng)河南地熱資源科學(xué)開(kāi)發(fā)的對策建議

當前是河南省地熱資源開(kāi)發(fā)利用快速發(fā)展的時(shí)期，科學(xué)合理開(kāi)發(fā)是關(guān)鍵，更應該以敬畏自然、保護自然為前提，科學(xué)規劃、統籌管理，在管理、監測、創(chuàng )新等領(lǐng)域實(shí)現突破，推動(dòng)河南省地熱資源開(kāi)發(fā)利用科學(xué)發(fā)展，實(shí)現人與自然和諧發(fā)展，讓地熱資源在全省調整能源結構、打贏(yíng)大氣污染防治攻堅戰中發(fā)揮積極作用。

（一）進(jìn)一步健全地熱行業(yè)管理體系

建議進(jìn)一步健全全省地熱行業(yè)管理體系，從資源管理、數據管理、開(kāi)發(fā)管理等方面進(jìn)一步建立管理機制，明確各方職責，配合能源主管部門(mén)統籌梳理省內各地區地熱資源勘探基礎資料和開(kāi)發(fā)利用基本情況，做好全省地熱資源可持續發(fā)展的規劃。敦促《河南省地熱能管理辦法》出臺，在保障資源科學(xué)合理利用的前提下精簡(jiǎn)審批流程，提高各類(lèi)企業(yè)開(kāi)發(fā)利用地熱能資源的積極性。

（二）建設動(dòng)態(tài)監測大數據平臺

地熱資源不同于傳統礦產(chǎn)資源，其開(kāi)發(fā)利用應順應自然規律，無(wú)序開(kāi)發(fā)將導致難以治理的地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題。建議建立省級地熱資源監測大數據平臺，對全省地熱資源利用進(jìn)行有效監測，實(shí)現地熱資源科學(xué)開(kāi)發(fā)、合理利用。建立全省地熱監測網(wǎng)，實(shí)現對地熱資源量、開(kāi)發(fā)利用可持續性、回灌率、地下水位和水質(zhì)變化以及地層冷熱平衡等的動(dòng)態(tài)監測，構建面向各級政府、各部門(mén)和社會(huì )的信息發(fā)布系統，提供及時(shí)、準確、全面的地熱資源動(dòng)態(tài)信息，滿(mǎn)足科學(xué)研究和社會(huì )公眾對地熱資源的基本需求，可為優(yōu)化配置、科學(xué)管理地熱資源、保護生態(tài)環(huán)境提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，為地熱資源可持續利用和國家重大戰略決策提供基礎支撐，實(shí)現清潔能源產(chǎn)業(yè)可持續發(fā)展。

（三）鼓勵技術(shù)創(chuàng )新和新工藝探索

根據當前國家地熱供暖（制冷）開(kāi)發(fā)方向，建議河南大力推廣淺層地熱能，合理選擇中深層水熱型地熱供暖，探索干熱巖開(kāi)發(fā)利用技術(shù)。當今科技發(fā)展日新月異，地熱能領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展以傳統勘探、鉆探、開(kāi)發(fā)利用方式為主，不同項目采用的技術(shù)和工藝流程基本相同，創(chuàng )新性有限。未來(lái)，河南省地熱資源領(lǐng)域的發(fā)展，應注重資源勘探技術(shù)的總結和研發(fā)，采用新技術(shù)尋找到更多、更好、更經(jīng)濟的地熱資源；同時(shí)應關(guān)注學(xué)科交叉和融合，利用高新技術(shù)和材料不斷提高地熱資源在開(kāi)發(fā)、勘查、鉆探、梯級利用、監測等各個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)水平。