劉曉敏 洪 帥

(1.河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)經(jīng)濟(jì)研究所，河北 石家莊 050061；2.河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)京津冀一體化發(fā)展協(xié)同創(chuàng)新中心，河北 石家莊 050061)

北方地區(qū)近年來冬季空氣污染嚴(yán)重，已嚴(yán)重影響了人們的工作和生活，成為了政府關(guān)注的焦點(diǎn)問題，國家出臺(tái)了一系列政策來改變空氣質(zhì)量。2013年國務(wù)院下發(fā)了《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》。2017年出臺(tái)了《北方地區(qū)冬季清潔取暖規(guī)劃(2017—2021)》，計(jì)劃利用天然氣、電、地?zé)帷⑶鍧嵒济旱惹鍧嵞茉刺娲⒚喝∨瘉砀淖兌究諝赓|(zhì)量。2017年國家發(fā)布了《關(guān)于加快淺層地?zé)崮荛_發(fā)利用促進(jìn)北方采暖地區(qū)燃煤減量替代的通知》。冬季清潔能源替代散煤取暖成為改變空氣質(zhì)量的重要舉措。

我國少數(shù)學(xué)者對(duì)地?zé)崴┡Ч⒓夹g(shù)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展和環(huán)境影響等方面進(jìn)行了研究。茹洪久等[1]分析了天津一個(gè)居民住宅的地?zé)峁┡闆r，發(fā)現(xiàn)初投資高、節(jié)能減排效果好，地?zé)崴菁?jí)利用技術(shù)提高了利用效率，尾水回灌技術(shù)保證了地?zé)豳Y源的可持續(xù)利用。郭世博[2]認(rèn)為地?zé)崴嘣菁?jí)綜合利用是科學(xué)合理的。梅應(yīng)春等[3]分析發(fā)現(xiàn)阜陽市某醫(yī)院地?zé)崴奶菁?jí)綜合利用效率較高，取得了優(yōu)良的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。梅博等[4]提出地?zé)豳Y源可持續(xù)利用的最好途徑是應(yīng)用回灌技術(shù)，回灌技術(shù)中的真空回灌和壓力回灌，能減輕地?zé)峋枞F(xiàn)象。張光輝等[5]以辛集館陶組地下熱水系統(tǒng)為例分析了河北中部平原區(qū)地?zé)崴聠栴}，發(fā)現(xiàn)2000年以來該區(qū)地下熱水處于超采狀態(tài)，需要壓采或者回灌來維持可持續(xù)利用。已有研究發(fā)現(xiàn)：地?zé)崴┡?jié)能減排效果好；地?zé)豳Y源梯級(jí)利用和地?zé)嵛菜毓嗉夹g(shù)可以解決地?zé)崴┡瘞淼牡孛鏌嵛廴?、地下熱水資源減少及地面沉降等環(huán)境問題；地?zé)崮苁菍?shí)現(xiàn)綠色城市的方式之一，但是地?zé)崮墚a(chǎn)業(yè)化發(fā)展需要政府的政策支持[6-14]。從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、運(yùn)行模式等方面分析雄縣地?zé)崴┡某晒?jīng)驗(yàn)，對(duì)全國地?zé)崴┡耐茝V性具有重要意義。

1 我國及京津冀地?zé)崴姆植技皟?chǔ)量

目前我國水熱型地?zé)豳Y源利用量折合標(biāo)準(zhǔn)煤為415萬t,開采率達(dá)到0.2%，水熱型地?zé)豳Y源開發(fā)利用潛力巨大。北京、天津、河北、山東、河南等13個(gè)省(市)適宜開發(fā)淺層地?zé)崮?，供熱采暖占水熱型地?zé)豳Y源利用方式的32.70%，淺層地?zé)崮苜Y源開發(fā)的主要利用方式為供暖制冷[15]。

回灌條件下京津冀地區(qū)有80個(gè)區(qū)縣的地?zé)崃黧w折合標(biāo)準(zhǔn)煤可開采量大于30萬t/a，是地?zé)豳Y源豐富的區(qū)縣。其中，天津市10個(gè)區(qū)縣，北京市9個(gè)區(qū)縣，主要分布在平原區(qū)；河北省61個(gè)區(qū)縣，主要分布在東部和南部的平原區(qū)。河北省有29個(gè)區(qū)縣地?zé)崃黧w折合標(biāo)準(zhǔn)煤可開采量為3萬～30萬t/a，地?zé)豳Y源一般豐富，主要分布在河北省的中部和西部地區(qū)[16]。河北省地?zé)崴Y源量高于北京和天津，平原區(qū)地?zé)岱植紡V泛，有較大開發(fā)應(yīng)用潛力。

2 雄縣地?zé)崴Y源及利用概況

牛駝鎮(zhèn)、容城、高陽三大地?zé)崽锓植荚谛郯残聟^(qū)，是河北同類型地?zé)豳Y源中儲(chǔ)量集中、出口溫度高、開發(fā)利用條件最好的區(qū)域。目前勘查發(fā)現(xiàn)，雄安新區(qū)地?zé)豳Y源分布范圍約占總面積的93%，地?zé)豳Y源豐富。雄縣的地?zé)豳Y源面積廣，基巖熱儲(chǔ)面積達(dá)320km2，占牛駝鎮(zhèn)熱田總面積的50%；地?zé)崴畠?chǔ)量大，達(dá)821.78億m3；地?zé)崴癫販\，熱儲(chǔ)埋深500～1200m，地?zé)崴疁囟雀?，出水溫度達(dá)55～86℃。

雄縣地?zé)崴┡_始于20世紀(jì)70年代，供暖的方式是地?zé)崴惫┲迸?。地?zé)崴苯庸┙o居民采暖后尾水排到地表，造成了地表環(huán)境熱污染。我國的地?zé)崴扛撸话銥?.5～17.0mg/L，高氟地?zé)崴菜L期排放，會(huì)引起氟等危害元素污染尾水排放附近的土壤和農(nóng)田。地?zé)崴惫┲迸胚€導(dǎo)致了地?zé)崴黄骄磕晗陆?0m左右，熱儲(chǔ)資源受到破壞，造成冬季供暖不可持續(xù)，甚至?xí)l(fā)地震等地質(zhì)危害。

為了解決雄縣地?zé)崴_發(fā)利用不合理的問題，2009年雄縣人民政府秉持“保護(hù)開發(fā)資源、生態(tài)文明建設(shè)、綠色低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展”的理念，與地?zé)崴竞炗喠说責(zé)豳Y源開發(fā)戰(zhàn)略合作協(xié)議，項(xiàng)目實(shí)施后，2009年實(shí)現(xiàn)了河北省內(nèi)首口灰?guī)r地?zé)峋菜?00%同層無壓回灌。經(jīng)過了近10年的探索，形成了取熱不取水、地?zé)崴沙掷m(xù)利用的雄縣地?zé)崴┡Ｊ健?/p>

3 雄縣地?zé)崴┡Ｊ郊夹g(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

雄縣地?zé)崴┡Ｊ?，技術(shù)上從地?zé)崴睖y到地?zé)崴┡?、回灌?shí)現(xiàn)了高效利用、對(duì)環(huán)境影響降至最低；經(jīng)濟(jì)上是樓房地?zé)崴┡杀居煞康禺a(chǎn)開發(fā)商和地?zé)崴竟餐袚?dān)初建成本、地?zé)崴┡脩舫袚?dān)和煤炭供暖相同的取暖費(fèi)的模式，能夠商業(yè)化運(yùn)作；運(yùn)行機(jī)制上，政府給予水電、稅收和協(xié)助征地等工作支持，地?zé)崴救珯?quán)負(fù)責(zé)建設(shè)、供暖運(yùn)行工作。雄縣地?zé)崴┡蠛献?，?shí)現(xiàn)了雙贏。

3.1 雄縣地?zé)崴┡Ｊ郊夹g(shù)上高效、清潔、先進(jìn)

a.熱儲(chǔ)評(píng)價(jià)技術(shù)。綠源公司基于地質(zhì)鉆、錄井的實(shí)測數(shù)據(jù)，運(yùn)用數(shù)值模擬技術(shù)，對(duì)地?zé)醿?chǔ)層進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果，建立熱儲(chǔ)開發(fā)模式，確定合理的井間距和開采規(guī)模。

b.間接換熱技術(shù)。地?zé)崴ㄟ^地?zé)峋槿〉降孛妫ㄟ^換熱設(shè)備，將地?zé)崴械臒崮芎妥詠硭M(jìn)行熱交換，自來水取得熱能后輸送給用戶供暖。用戶取暖用的水是地?zé)崴粨Q熱能后的自來水，避免了地?zé)崴畬?duì)人體和環(huán)境的危害。

c.梯級(jí)利用技術(shù)。為了提高地?zé)崴睦寐?，將地?zé)崴M(jìn)行多級(jí)利用。高溫地?zé)崴M(jìn)入一級(jí)板換進(jìn)行換熱后，水溫降到48℃；然后進(jìn)入二級(jí)板換進(jìn)行換熱，水溫降到37℃；再進(jìn)入三級(jí)板換換熱后降到20℃，然后進(jìn)入回灌系統(tǒng)進(jìn)行回灌。一級(jí)板換的二次側(cè)換熱后的供回水溫度為45～60℃，對(duì)暖氣片用戶供暖；二級(jí)板換的二次側(cè)供回水溫度為35～45℃，對(duì)地板輻射用戶供暖；三級(jí)板換的二次側(cè)供回水溫度為15～25℃，為熱泵機(jī)組的蒸發(fā)器側(cè)提供熱源，經(jīng)熱泵提取熱量后，冷凝器供回水溫度為35～45℃，可為地板輻射用戶供暖。

d.尾水回灌技術(shù)。熱交換后的地?zé)嵛菜ㄟ^回灌井回灌。一般采用“一采一灌”和“三采兩灌”?！耙徊梢还唷奔匆粋€(gè)采水井抽地?zé)崴?，一個(gè)回灌井回灌地?zé)崴！叭蓛晒唷奔慈齻€(gè)采水井抽地?zé)崴?，兩個(gè)回灌井回灌地?zé)崴?，?shí)現(xiàn)了“100%同層回灌”。

e.動(dòng)態(tài)監(jiān)測與高效運(yùn)營技術(shù)。地?zé)崴咀灾餮邪l(fā)出三維地?zé)豳Y源開發(fā)調(diào)控指揮系統(tǒng)，可以監(jiān)測地下水水位、室內(nèi)溫度等，使地?zé)崴┡瘜?shí)現(xiàn)智能化管理。

3.2 雄縣地?zé)崴┡Ｊ浇?jīng)濟(jì)上成本分擔(dān)合理

樓房地?zé)崴┡杀景ǔ踅ǔ杀竞腿∨M(fèi)。初建成本由房地產(chǎn)開發(fā)商和地?zé)崴竟餐袚?dān)。一口地?zé)岢鏊芄峥h城、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村級(jí)的樓房10萬m2。樓房地?zé)崴┡踅ǔ杀緸?30～140元/m2，房地產(chǎn)開發(fā)商負(fù)責(zé)40元/m2，剩余的初建成本靠每年的取暖費(fèi)回收。取暖用戶只承擔(dān)取暖費(fèi)，取暖費(fèi)和煤炭供暖價(jià)格相差不大，每個(gè)供暖季16元/m2，使樓房用戶能夠接受地?zé)崴∨M(fèi)的價(jià)格。房地產(chǎn)開發(fā)商、地?zé)崴竞蜆欠康責(zé)崴┡脩舳寄芙邮軜欠康責(zé)崴┡某杀痉謸?dān)方式。

村莊平房地?zé)崴┡踅ǔ杀居烧偷責(zé)崴竟餐袚?dān)，用戶承擔(dān)取暖費(fèi)。村莊平房地?zé)崴┡踅ǔ杀緸槠骄繎?.5萬元，由政府和綠源公司承擔(dān)，政府承擔(dān)每戶2.0萬元。村莊平房地?zé)崴脩舫袚?dān)取暖費(fèi)，每個(gè)供暖季16元/m2。

3.3 雄縣地?zé)崴┡Ｊ綄?shí)現(xiàn)了政府扶持、企業(yè)商業(yè)化運(yùn)行機(jī)制

a.政企合作，市場運(yùn)作。雄縣政府成立了地?zé)峁芾磙k公室，地?zé)崴矩?fù)責(zé)地?zé)崴┡w開發(fā)工作，征地時(shí)雄縣地?zé)峁芾磙k公室給予協(xié)助支持，雄縣政府在稅收、環(huán)保、水電價(jià)格等方面給予地?zé)崴具B續(xù)的優(yōu)惠政策。

b.樓房地?zé)崴┡杀痉謸?dān)模式適合商業(yè)化運(yùn)作。雄縣地?zé)崴┡瘶欠砍杀九c燃煤相比，初建成本由房地產(chǎn)開發(fā)商和地?zé)崴境袚?dān)，住戶只需要負(fù)擔(dān)和燃煤供暖相同的取暖費(fèi)，政府不需要在地?zé)崴┡杀旧铣袚?dān)責(zé)任，因此樓房地?zé)崴┡杀境袚?dān)方式適合商業(yè)化開發(fā)。農(nóng)村平房地?zé)崴┡杀緞t由政府和地?zé)崴境袚?dān)，給政府造成較重的負(fù)擔(dān)，不適合商業(yè)化開發(fā)。

4 雄縣地?zé)崴┡脩舻姆错?/h2>

4.1 縣城、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村級(jí)的樓房地?zé)崴┡脩?，反映地?zé)崴┡Ч?/h3>

a.對(duì)人體無危害。雄縣的地?zé)崴畵Q熱技術(shù)，只利用了地?zé)崴臒崮?，將地?zé)崴臒崮苻D(zhuǎn)換給自來水，自來水受熱后，再輸送給樓房的用戶。地?zé)崴畵Q熱技術(shù)避免了地?zé)崴惫?dǎo)致的有害物質(zhì)對(duì)人體的危害。

b.地?zé)崴┡瘻囟群线m。樓房地?zé)崴┡脩舴从常責(zé)崴┡瘻囟容^高，由于戶里安裝了可以調(diào)解溫度的設(shè)備，使供暖溫度適宜，生活舒適。有些村鎮(zhèn)的樓房沒有安裝可以調(diào)解溫度的設(shè)備，地?zé)崴┡瘻囟忍撸緫敉鉁囟鹊?，戶里戶外溫差大，容易?dǎo)致感冒。

c.地?zé)崴┡M(fèi)用合理。地?zé)崴∨瘧裘總€(gè)供暖季取暖費(fèi)16元/m2，費(fèi)用合理，能被接受。因此，地?zé)崴灸軌蝽樌杖〉責(zé)崴∨M(fèi)。

d.地?zé)崴畵Q熱技術(shù)供暖實(shí)現(xiàn)了對(duì)大氣、地面無污染?；茉垂┡欧哦趸?、一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等有害物質(zhì)，污染大氣，也造成大氣溫度上升，形成溫室效應(yīng)。地?zé)崴┡瘬Q熱技術(shù)避免了大氣污染、地面熱污染、危害元素污染土壤等情況的發(fā)生。地?zé)崴┡嵌厩鍧嵉墓┡绞?，適宜在地?zé)崴Y源區(qū)廣泛推廣使用。

4.2 農(nóng)村平房地?zé)崴┡Ч^差

農(nóng)村平房地?zé)崴┡瘻囟炔环€(wěn)定。由于村莊的平房分散、鋪設(shè)的地?zé)崴尉W(wǎng)太長；平房面積大，保暖性差，容易散熱，導(dǎo)致到戶的地?zé)崴┡瘻囟鹊陀跇欠俊Ｒ咽褂玫責(zé)崴┡霓r(nóng)戶普遍反映地?zé)崴┡臏囟扔袝r(shí)偏低。需要繼續(xù)探索適合農(nóng)村平房地?zé)崴┡募夹g(shù)。

一部分農(nóng)村平房住戶的地?zé)崴┡^長時(shí)間溫度偏低，農(nóng)戶對(duì)此不滿，地?zé)崴臼杖∞r(nóng)戶地?zé)崴∨M(fèi)時(shí)，農(nóng)戶不愿意交取暖費(fèi)或不足額交取暖費(fèi)。

5 結(jié) 論

a.地?zé)崴┡虡I(yè)化建設(shè)管理模式適合在地?zé)崴Y源區(qū)樓房推廣。地?zé)崴竞头康禺a(chǎn)開發(fā)商共同承擔(dān)地?zé)崴踅ㄔO(shè)成本，政府給予地?zé)崴鹃_發(fā)地?zé)崴恼咧С?，樓房用戶只?fù)擔(dān)和煤炭取暖價(jià)格相差不大的地?zé)崴∨M(fèi)，地?zé)崴矩?fù)責(zé)收取取暖費(fèi)并負(fù)責(zé)地?zé)崴┡木S修等管理問題。這種商業(yè)化地?zé)崴┡\(yùn)營模式讓政府、地?zé)崴尽⒎康禺a(chǎn)開發(fā)商、地?zé)崴脩羲姆焦糙A，未給政府造成巨大的初建成本負(fù)擔(dān)，值得在地?zé)崴Y源區(qū)集中居住的樓房小區(qū)廣泛推廣使用。

b.地?zé)崴┡茝V使用時(shí)可參考雄縣地?zé)崴┡Ｊ郊夹g(shù)操作規(guī)范。雄縣地?zé)崴┡Ｊ郊夹g(shù)上使地?zé)崴Y源得到高效、可持續(xù)利用。熱儲(chǔ)評(píng)價(jià)技術(shù)確保了熱儲(chǔ)溫度平衡和水量動(dòng)態(tài)穩(wěn)定，使地?zé)豳Y源得到可持續(xù)開發(fā)；間接換熱技術(shù)避免了地?zé)崴苯庸┡斐傻牡責(zé)崴扛叩扔泻ξ镔|(zhì)對(duì)人體的危害和對(duì)小區(qū)管網(wǎng)、末端的腐蝕；梯級(jí)利用技術(shù)，最大限度地利用了地?zé)崴臒崃?；地?zé)嵛菜耐耆毓啵鉀Q了地?zé)嵛菜苯优欧诺降孛嬖斐傻臒嵛廴締栴}并使地?zé)崴菜氐匠槿〉貙?；?dòng)態(tài)監(jiān)測與高效運(yùn)營技術(shù)，可以及時(shí)管理、調(diào)配地?zé)豳Y源，實(shí)現(xiàn)了地?zé)豳Y源的優(yōu)化管理與高效運(yùn)營。地?zé)崴┡茝V使用時(shí)可參考雄縣地?zé)崴┡Ｊ讲僮饕?guī)范。