■ 高鳳棟/展民曉

（天津市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局，天津 300191）

“十八大”提出了生態(tài)文明建設放在突出地位，國務院對天津城市總體規(guī)劃的批復，要求天津建設成為國際港口城市、北方經(jīng)濟中心和生態(tài)城市，對濱海新區(qū)的定位是逐步建設成為經(jīng)濟繁榮、社會和諧、環(huán)境優(yōu)美的宜居生態(tài)型新城區(qū)，都對生態(tài)環(huán)境、生態(tài)文明建設提出了重要要求，實質(zhì)是對經(jīng)濟發(fā)展方式，特別是資源能源利用方式轉(zhuǎn)變提出了重要要求。地熱能作為一種綠色環(huán)保、可再生的能源，可以很好地緩解天津的能源問題。因此，應及時、科學地對天津地區(qū)的地熱資源進行勘查開發(fā)和綜合利用，使之更好地為本地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展服務。

1 天津市地熱資源開發(fā)利用現(xiàn)狀及問題

1.1 開發(fā)利用現(xiàn)狀

天津市地熱資源較豐富，具有分布面積廣、熱儲類型多的特點，各熱儲形成相對獨立的地下熱水系統(tǒng)。截至2008年，天津市共有地熱井300多眼，從目前的使用狀況來看，80%以上用于居民取暖、洗浴及生活用水，同時也包括如工業(yè)用水、種植養(yǎng)殖、礦泉水等。全市地熱開采井和回灌井共計290余眼，其中孔隙型熱儲層年開采量1100萬m3；巖溶裂隙型熱儲層年開采量1350萬m3；年總開采量2450萬m3，地熱水年回灌量462萬m3，約占總開采量的18.8%。

地熱資源的開發(fā)利用已顯現(xiàn)出相當?shù)镊攘蜕Γ_發(fā)和利用好地熱資源，將對人類和社會發(fā)展產(chǎn)生不可低估的作用，對節(jié)能減排也有著深遠的意義。根據(jù)可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃目標“到2010年，地熱能年利用量達到400萬噸標準煤，到2020年，地熱能年利用量達到1200萬噸標準煤。”天津市有能力、有條件達到全國先進水平。

1.2 存在的問題

(1)地熱資源利用率低，管理水平不高。地熱利用結(jié)構(gòu)和方式單一，利用技術(shù)、工藝及配套設備陳舊，供熱井以供暖為例，以簡單的直接供熱為主要方式，其熱能利用率不足30%。地熱排放溫度過高，不僅直接導致地熱能利用率下降，還會形成新的環(huán)境污染。

(2)地熱開采布局不合理。地熱井主要集中在市區(qū)及近郊，使得這些地區(qū)水位下降較快，對地質(zhì)環(huán)境造成一定的影響。

(3)地熱回灌量嚴重偏低，有待調(diào)整提高。

(4)地熱資源研究落后于開發(fā)。地熱研究基本上是一種靜態(tài)研究，對這些年開采利用的動態(tài)研究不足，對地熱開發(fā)利用的可持續(xù)性產(chǎn)生一定影響。

(5)地熱應用領(lǐng)域較窄。地熱發(fā)電尚未進行嘗試，地熱供暖的梯級利用還沒有全面推行。

但是隨著地熱資源開發(fā)的規(guī)?；?、集中化，已經(jīng)造成熱儲層壓力（水位）的迅速下降，因此急需掌握地熱資源的開采動態(tài)變化規(guī)律，并以此為基礎進行地熱資源開發(fā)利用規(guī)劃，優(yōu)先在地熱行業(yè)上有所作為，使地熱開發(fā)實現(xiàn)科學管理、有序開發(fā)、合理利用，并實現(xiàn)地熱資源的可持續(xù)開發(fā)，使地熱資源成為促進生態(tài)宜居城市、助力“美麗天津建設”的關(guān)鍵。

2 加強地熱產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略研究是當務之急

2.1 加強地熱產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略研究有利于保證地熱資源的可持續(xù)利用

地熱資源的開發(fā)要堅持科學發(fā)展第一位的原則，以經(jīng)濟效益為出發(fā)點，寓環(huán)境保護于經(jīng)濟增長之中，依靠物質(zhì)與能量梯級循環(huán)利用的資源配置模式，提高資源利用率和能量轉(zhuǎn)換率。天津市對全市的地熱資源做了較為詳細的規(guī)劃，提出了地熱資源利用的分區(qū)概念，包括限制開采區(qū)、控制開采區(qū)和鼓勵開采區(qū)。

一是限制開采區(qū)，由于該區(qū)域地熱開采已超采或達到飽和，熱儲壓力下降快，因此需要嚴格地控制開采，增加回灌，對現(xiàn)有地熱開采利用系統(tǒng)進行改建。二是控制開采區(qū)，在該區(qū)域內(nèi)有一定的資源儲量，部分地段尚有一定潛力，地熱開采已初具規(guī)模，熱儲壓力下降速率中等，開采布局有待調(diào)整。保證本區(qū)內(nèi)采灌平衡，即新增開采量應小于該區(qū)域內(nèi)增加的回灌量，也應采用梯級、綜合、高效利用新技術(shù)，提高資源利用率。地熱供熱項目采用回灌開發(fā)模式。三是鼓勵開采區(qū)，本區(qū)域開發(fā)程度低，開采規(guī)模小，年水位下降速率小，是資源潛能較大的地區(qū)?？紤]到熱儲層對開采強度反應的滯后現(xiàn)象，應遵循穩(wěn)步推開原則，使地熱井布局科學合理。同時也在提高該地區(qū)建設規(guī)劃程度，形成科學規(guī)范開發(fā)利用，實行項目高起點，優(yōu)先考慮建設規(guī)劃程度高、集約化技術(shù)水平高、綜合效益高的項目，限制或禁止單一分散式開發(fā)模式。

2.2 加強地熱產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略研究有利于優(yōu)化地熱產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

利用地熱資源，應實現(xiàn)合理開發(fā)與節(jié)約使用相結(jié)合。要堅持“科學合理開發(fā)、開發(fā)保護并重”的原則，通過調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，控制能耗高的利用方式，有步驟地淘汰落后的、耗能高的設備，使設備和系統(tǒng)向節(jié)約型方向發(fā)展。以供熱為例加強能源的管理工作，對各種能源的分配計劃要嚴格控制，實行總量控制；依靠科學技術(shù)，在開發(fā)能源的同時，建立起資源保護系統(tǒng)，強化回灌開發(fā)的管理措施；采用先進技術(shù)，實現(xiàn)梯級綜合利用，提高資源利用率；改進工藝技術(shù)，優(yōu)化系統(tǒng)參數(shù)；合理使用新材料，物盡其用；加強管理，杜絕浪費現(xiàn)象。

應引導地熱產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，轉(zhuǎn)變地熱開發(fā)雜亂無序、地熱井遍地開花的狀態(tài)，使其能形成經(jīng)濟效益和地質(zhì)環(huán)境保護雙贏的局面，在地熱利用中受益。要深入研究，尋找在綜合利用方面的切入點。

2.3 加強地熱產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略研究是地礦局自身經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略的需要

天津地礦局在地熱勘查方面和開鑿地熱井方面已成熟，一方面加強地熱產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略研究可以繼續(xù)保證其在地熱科研方面的優(yōu)勢，加強地熱資源勘查和開發(fā)，正確引導地熱利用；另一方面也是布局整個地熱產(chǎn)業(yè)的有利時機，應和政府相互配合，在地熱整體規(guī)劃的指導下，快速切入地熱產(chǎn)業(yè)，形成特色產(chǎn)業(yè)鏈。目前天津市國土資源和房屋管理局在分析全區(qū)資源量、熱儲特征和開發(fā)現(xiàn)狀以及熱儲壓力動態(tài)特征基礎上，提出總量控制和利用方式控制的措施：短期（至2010年）開采總量控制在3300萬m3/年，其中孔隙型熱儲開采量1700萬m3/年，基巖巖溶裂隙型熱儲開采量1600萬m3/年；利用方式控制：孔隙型熱儲為開發(fā)生活熱水、洗浴，小規(guī)模供熱；基巖熱儲以供熱為主。

3 地熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本思路和方向

3.1 地熱勘查開發(fā)和研究

地熱勘查開發(fā)和研究是整個地熱產(chǎn)業(yè)的頂端，對地熱資源的勘查、開發(fā)、監(jiān)測和保護，起著決定性的作用，這一部分也是政府關(guān)注的焦點，肩負著地熱資源利用戰(zhàn)略的重任。地熱勘查開發(fā)和研究要堅持宏觀調(diào)控，協(xié)調(diào)統(tǒng)一，既要充分發(fā)揮市場機制，加大宏觀調(diào)控力度，又要力求與其他規(guī)劃協(xié)調(diào)統(tǒng)一。以《天津市經(jīng)濟和社會發(fā)展第十個五年計劃綱要》和《全國礦產(chǎn)資源規(guī)劃》為指導，緊密結(jié)合社會發(fā)展需求，以市場為導向，重點加強市場需求大的地熱資源勘查評價工作，確保本區(qū)規(guī)劃與全國性規(guī)劃銜接，與《天津市城市總體規(guī)劃》、近期建設規(guī)劃保持統(tǒng)一，為天津經(jīng)濟發(fā)展保駕護航。

同時促進和培養(yǎng)商業(yè)性地熱市場的建設，提高地熱勘查工作在城市化進程、環(huán)境保護等方面的作用。在已有勘查和開發(fā)工作的基礎上，積極提出地熱開采與回灌布局的科學利用方案，努力實現(xiàn)開發(fā)與保護并舉，進行全區(qū)統(tǒng)籌規(guī)劃，以有效地保護生態(tài)環(huán)境、防治災害，保證地熱資源的可持續(xù)開發(fā)利用。

地熱勘查開發(fā)和研究堅持科技創(chuàng)新，提高勘查精度和水平。在地熱勘查工作中，要產(chǎn)、學、研相結(jié)合，促進新理論、新技術(shù)、新方法的應用。提高地熱地質(zhì)研究精度，為合理開發(fā)地熱資源提供技術(shù)保障與依據(jù)。地熱綜合利用研究，包括深層地熱、淺層和地能轉(zhuǎn)換熱能等三個層次的研究。天津地礦局地熱院、地勘院和地調(diào)院均對地熱開發(fā)的不同層次進行了研究，應選擇形成產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟效益的突破口，并逐步形成產(chǎn)業(yè)鏈條。

加快地熱能源利用新方法、新渠道研究與實施。世界上對地熱利用的方式多種多樣，地熱干燥除濕、地熱孵化、地熱發(fā)電及地熱裝備工藝等還存在空白，提升地熱利用效率和層次，保證地熱資源用好用足，這方面有較廣闊的研究和發(fā)展空間。

3.2 規(guī)范地熱資源開發(fā)行為，推行地熱資源高效和集約化利用

天津市依靠豐富的地熱資源形成多層次的地熱利用產(chǎn)業(yè)，但也存在地熱產(chǎn)業(yè)利益體多元化，走地熱資源利用集約化、集團化發(fā)展的道路有較大的阻力。這是天津市在地熱資源利用方面面臨的新課題。

推行地熱資源高效和集約化利用，重點推行梯級利用和聯(lián)采聯(lián)灌。以地熱供暖建站為例，要加強梯級利用研究，推廣梯級利用技術(shù)，減少地熱開采量。對已有的地熱供熱站，重新調(diào)整布局，推行聯(lián)采聯(lián)灌，采灌結(jié)合，保證資源可持續(xù)利用，并實現(xiàn)規(guī)模效應，天津市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局在這方面要提出建設性的意見和方案。同時通過優(yōu)化地熱供熱站分布，實行地熱開采指標限制，推行梯級利用，通過示范性建站，填補在地熱利用方面的空白。

根據(jù)不同的開采區(qū)，要采取不同的策略，首先要建立高水平的供熱站點，起到示范效用。其次也可以考慮收購現(xiàn)有供熱站，進行改造升級，特別是通過政府，在限制開采量上采取回灌和梯級利用方式，減少相對開采量。地熱井密度大的地區(qū)要關(guān)停一部分地熱井，限制開采井數(shù)量。

政府應通過財政和稅收政策促進地熱資源高效和集約化利用。根據(jù)《可再生能源法》的要求，政府應設立可再生能源發(fā)展專項資金支持可再生能源發(fā)展，對地熱能的開發(fā)利用予以支持，對技術(shù)研發(fā)、設備制造等給予適當?shù)膬?yōu)惠。

3.3 加快地熱產(chǎn)業(yè)內(nèi)部整合，用熱單位重組優(yōu)化

一是地熱產(chǎn)業(yè)內(nèi)部整合。用熱單位重組優(yōu)化。以資本為平臺，采取市場化運作，組建地熱開發(fā)利用集團性公司，對小而分散的供熱站、地熱開采井實行并購重組，推行聯(lián)采聯(lián)灌的高效節(jié)能模式。以技術(shù)和效益作為出發(fā)點，使一些供熱效益低、資源條件差、供熱成本高的企業(yè)自愿通過重組，實現(xiàn)供熱企業(yè)大型化、集約化。

二是用標準和制度規(guī)范已有地熱開發(fā)利用企業(yè)。在一定時期內(nèi)實行有開采必須有回灌的強制性規(guī)定，不具備回灌條件，要補回灌井，或并入其他有條件的企業(yè)。政府也應出臺政策，禁止大規(guī)模直給直排式供熱，必須利用熱泵技術(shù)梯級模式和采取回灌開發(fā)模式，禁止尾水高溫排放等措施。

3.4 地熱資源的保護

當前地熱資源有水位下降過快、停采后恢復不足的現(xiàn)象，地熱資源的保護具有非常重要的意義。保護地熱資源的主要措施有減少開采、研究開采規(guī)律、調(diào)整開采布局、加大回灌和動態(tài)監(jiān)測等措施，以保證地熱資源可持續(xù)利用。

對于現(xiàn)有資源開采企業(yè)，政府也要引導和規(guī)范，具備回灌井施工條件的必須補建回灌井，加大回灌量，緩解水位下降速率過快的情況。在地熱資源開采層位結(jié)構(gòu)調(diào)整中，要適當調(diào)整各熱儲層的地熱資源開采比重。在地熱資源利用結(jié)構(gòu)調(diào)整中，改變地熱單一的利用方式，特別是單一的地熱采暖利用方式，積極推廣梯級開發(fā)利用方式，減少地熱資源開采量。尤其是無法建成回灌系統(tǒng)的單井系統(tǒng)，地熱尾水要充分利用，提高尾水的重復利用率，將排放量減到最低。在開采布局上，要限制市區(qū)、塘沽中心城區(qū)、大港中心城區(qū)及武清中心城區(qū)的開采量，加大調(diào)控力度，通過調(diào)整回灌開采布局、利用熱泵技術(shù)等多種途徑，提高地熱利用率，減緩資源消耗速度，逐步改變目前開采層位、開采地區(qū)過于集中的現(xiàn)象。提高地熱動態(tài)監(jiān)測水平，對動態(tài)監(jiān)測網(wǎng)進行改造升級。

[1]國務院.國務院關(guān)于天津城市總體規(guī)劃的批復(國函[2006]62號)[Z].北京:國務院,2006.

[2]國土資源部.國土資源部批復《天津市地熱資源規(guī)劃(2011-2015年)》(國土資函[2012]216號)[Z].北京:國土資源部,2012.

[3]天津市人民政府.天津市人民政府印發(fā)天津市淺層地熱能資源開發(fā)利用試點工作方案(津政發(fā)[2010]13號)[Z].天津:天津市人民政府,2010.

[4]董建軍,李春華,王坤,等.天津市地熱資源開發(fā)利用規(guī)劃技術(shù)報告[R].天津:天津地熱勘查開發(fā)設計院,2004.

[5]蔡義漢.地熱直接利用[M].天津:天津大學出版社,2004:10.

[6]孫寶成,曾梅香,林黎,等.天津地熱對井回灌系統(tǒng)中的同位素示蹤技術(shù)[J].地質(zhì)調(diào)查與研究,2005(3):187-192.