地热能是一种绿色低碳、可循环利用的可再生能源,具有储量大、分布广、清洁环保、稳定可靠等特点,是一种现实可行且具有竞争力的清洁能源。我国地热资源丰富,市场潜力巨大,发展前景广阔。加快开发利用地热能不仅对调整能源结构、节能减排、改善环境具有重要意义,而且对培育新兴产业、促进新型城镇化建设、增加就业均具有显著的拉动效应,是促进生态文明建设的重要举措。
为贯彻《可再生能源法》,根据《可再生能源发展“十三五”规划》,制定了《地热能开发利用“十三五”规划》。规划阐述了地热能开发利用的指导方针和目标、重点任务、重大布局,以及规划实施的保障措施等,该规划是“十三五”时期我国地热能开发利用的基本依据。
一、规划基础和背景
(一)发展基础
我国从 20 世纪 70 年代开始地热普查、勘探和利用,建设了广东丰顺等 7 个中低温地热能电站,1977 年在西藏建设了羊八井地热电站。上世纪 90 年代以来,北京、天津、保定、咸阳、沈阳等城市开展中低温地热资源供暖、旅游疗养、种植养殖等直接利用工作。本世纪初以来,热泵供暖(制冷)等浅层地热能开发利用逐步加快发展。
(1)资源潜力
据国土资源部中国地质调查局 2015 年调查评价结果,全国336个地级以上城市浅层地热能年可开采资源量折合7亿吨标准煤;全国水热型地热资源量折合 1.25 万亿吨标准煤,年可开采资源量折合 19 亿吨标准煤;埋深在 3000-10000米的干热岩资源量折合 856 万亿吨标准煤。
表 1 我国地热资源分布
资源类型 |
分布地区 |
||
浅层地热资源 |
东北地区南部、华北地区、江淮流域、四川盆地和西北地区东部 |
||
水热型 地热资源 |
中低温 |
沉积盆地型 |
东部中、新生代平原盆地,包括华北平原、河- 淮盆地、苏北平原、江汉平原、松辽盆地、四 川盆地以及环鄂尔多斯断陷盆地等地区 |
隆起山地型 |
藏南、川西和滇西、东南沿海、胶东半岛、辽 东半岛、天山北麓等地区 |
||
高温 |
藏南、滇西、川西等地区 |
||
干热岩资源 |
主要分布在西藏,其次为云南、广东、福建等东南沿海地区 |
(2)开发利用现状
目前,浅层和水热型地热能供暖(制冷)技术已基本成熟。浅层地热能应用主要使用热泵技术,2004 年后年增长率超过 30%,应用范围扩展至全国,其中 80%集中在华北和东北南部,包括北京、天津、河北、辽宁、河南、山东等地区。2015 年底全国浅层地热能供暖(制冷)面积达到 3.92亿平方米,全国水热型地热能供暖面积达到 1.02 亿平方米。地热能年利用量约 2000 万吨标准煤。在地热发电方面,高温干蒸汽发电技术最成熟,成本最低,高温湿蒸汽次之,中低温地热发电的技术成熟度和经济性有待提高。因我国地热资源特征及其它热源发电需求,近年来全流发电在我国取得快速发展,干热岩发电系统还处于研发阶段。20 世纪 70 年代初在广东丰顺、河北怀来、江西宜春等地建设了中低温地热发电站。1977 年,我国在西藏羊八井建设了 24 兆瓦中高温地热发电站。2014 年底,我国地热发电总装机容量为 27.28 兆瓦,排名世界第 18 位。
表 2 我国地热能开发利用现状(截至 2015 年底)
浅层地热能供暖/制冷 面积(10?m²) |
水热型地热能供暖/制冷 面积(10?m²) |
发电装机容量 (MW) |
|
北京 |
4000 |
500 |
|
天津 |
1000 |
2100 |
|
河北 |
2800 |
2600 |
0.4 |
山西 |
500 |
200 |
|
内蒙古 |
500 |
100 |
|
山东 |
3000 |
1000 |
|
河南 |
2900 |
600 |
|
陕西 |
1000 |
1500 |
|
甘肃 |
400 |
0 |
|
宁夏 |
250 |
0 |
|
青海 |
0 |
50 |
|
新疆 |
300 |
100 |
|
四川 |
1000 |
0 |
|
重庆 |
700 |
0 |
|
湖北 |
1200 |
0 |
|
湖南 |
200 |
0 |
|
江西 |
600 |
0 |
|
安徽 |
1800 |
50 |
|
江苏 |
2500 |
50 |
|
上海 |
1000 |
0 |
|
浙江 |
2200 |
0 |
|
辽宁 |
7000 |
200 |
|
吉林 |
200 |
500 |
|
黑龙江 |
300 |
650 |
|
广东 |
500 |
0 |
0.3 |
福建 |
100 |
0 |
|
海南 |
100 |
0 |
|
云南 |
150 |
0 |
|
贵州 |
800 |
10 |
|
广西 |
2200 |
0 |
|
西藏 |
0 |
0 |
26.58 |
全国 |
39200 |
10210 |
27.28 |
(二)发展形势
在“十三五”时期,随着现代化建设和人民生活水平的提高,以及南方供暖需求的增长,集中供暖将会有很大的增长空间。同时,各省(区、市)面临着压减燃煤消费、大气污染防治、提高可再生能源消费比例等方面的要求,给地热能发展提供了难得的发展机遇,但是目前地热能发展仍存在诸多制约,主要包括资源勘查程度低,管理体制不完善,缺乏统一的技术规范和标准等方面。
二、指导方针和目标
(一)指导思想
贯彻党的十八大和十八届三中、四中、五中、六中全会精神,全面推进能源生产和消费革命战略,以调整能源结构、防治大气污染、减少温室气体排放、推进新型城镇化为导向,依靠科技进步,创新地热能开发利用模式,积极培育地热能市场,按照技术先进、环境友好、经济可行的总体要求,全面促进地热能有效利用。
(二)基本原则
坚持清洁高效、持续可靠。加强地热能开发利用规划,加强全过程管理,建立资源勘查与评价、项目开发与评估、环境监测与管理体系。严格地热能利用环境监管,保证取热不取水、不污染水资源,有效保障地热能的清洁开发和永续利用。坚持政策驱动、市场推动。加强政策引导,推动区块整体高效可持续开发,实现合作共赢。充分发挥市场配置资源的基础性作用,鼓励各类投资主体参与地热能开发,营造公平的市场环境。坚持因地制宜、有序发展。根据地热资源特点和当地用能需要,因地制宜开展浅层地热能、水热型地热能的开发利用,开展干热岩开发利用试验。结合各地区地热资源特性及各类地热能利用技术特点,有序开展地热能发电、供暖以及多种形式的综合利用。
(三)发展目标
在“十三五”时期,新增地热能供暖(制冷)面积 11亿平方米,其中:新增浅层地热能供暖(制冷)面积 7 亿平方米;新增水热型地热供暖面积 4 亿平方米。新增地热发电装机容量 500MW。到 2020 年,地热供暖(制冷)面积累计达到 16 亿平方米,地热发电装机容量约 530MW。2020 年地热能年利用量 7000 万吨标准煤,地热能供暖年利用量4000 万吨标准煤。京津冀地区地热能年利用量达到约 2000万吨标准煤。
表 3 我国地热能开发目标
“十三五”新增 |
2020 年累计 |
|||||
浅层地热能 供暖/制冷 面积 (10?m²) |
水热型地热能 供暖/制冷 面积 (10?m²) |
发电装机容量 (MW) |
浅层地热能 供暖/制冷 面积 (10?m²) |
水热型地热能 供暖/制冷 面积 (10?m²) |
发电装机容量 (MW) |
|
北京 |
4000 |
2500 |
8000 |
3000 |
||
天津 |
4000 |
2500 |
10 |
5000 |
4600 |
10 |
河北 |
7000 |
11000 |
10 |
9800 |
13600 |
10.4 |
山西 |
500 |
5500 |
1000 |
5700 |
||
内蒙古 |
450 |
1850 |
950 |
1950 |
||
山东 |
5000 |
5000 |
10 |
8000 |
6000 |
10 |
河南 |
5700 |
2500 |
8600 |
3100 |
||
陕西 |
500 |
4500 |
10 |
1500 |
6000 |
10 |
甘肃 |
500 |
100 |
900 |
100 |
||
宁夏 |
500 |
750 |
||||
青海 |
200 |
30 |
250 |
30 |
||
新疆 |
500 |
250 |
5 |
800 |
350 |
5 |
四川 |
3000 |
15 |
4000 |
15 |
||
重庆 |
3700 |
4400 |
||||
湖北 |
6200 |
7400 |
||||
湖南 |
4000 |
4200 |
||||
江西 |
3000 |
3600 |
||||
安徽 |
3000 |
4800 |
50 |
|||
江苏 |
6000 |
200 |
20 |
8500 |
250 |
20 |
上海 |
2700 |
3700 |
||||
浙江 |
3000 |
5200 |
||||
辽宁 |
1000 |
1000 |
8000 |
1200 |
||
吉林 |
1000 |
1000 |
1200 |
1500 |
||
黑龙江 |
1000 |
1600 |
1300 |
2250 |
||
广东 |
2000 |
10 |
2500 |
10.3 |
||
福建 |
400 |
10 |
500 |
10 |
||
海南 |
500 |
10 |
600 |
10 |
||
云南 |
100 |
10 |
250 |
10 |
||
贵州 |
2000 |
50 |
2800 |
60 |
||
广西 |
1400 |
3600 |
||||
西藏 |
0 |
250 |
350 |
250 |
376.58 |
|
全国 |
72650 |
40000 |
500 |
111850 |
50210 |
527.28 |
在“十三五”时期,形成较为完善的地热能开发利用管理体系和政策体系,掌握地热产业关键核心技术,形成比较完备的地热能开发利用设备制造、工程建设的标准体系和监测体系。
在“十三五”时期,开展干热岩开发试验工作,建设干热岩示范项目。通过示范项目的建设,突破干热岩资源潜力评价与钻探靶区优选、干热岩开发钻井工程关键技术以及干热岩储层高效取热等关键技术,突破干热岩开发与利用的技术瓶颈。
三、重点任务
(一)组织开展地热资源潜力勘查与选区评价在“十三五”时期,在全国地热资源开发利用现状普查的基础上,查明我国主要水热型地热区(田)及浅层地热能、干热岩开发区地质条件、热储特征、地热资源的质量和数量,并对其开采技术经济条件做出评价,为合理开发利用提供依据。支持有能力的企业积极参与地热勘探评价,支持参与勘探评价的企业优先获得地热资源特许经营资格,将勘探评价数据统一纳入国家数据管理平台。
专栏 1 地热资源勘探评价重点区域 |
|
浅层地热资源 |
京津冀鲁豫、长江中下游地区主要城市群及中心城镇 |
水热型地热资源 |
松辽盆地、渤海湾盆地、河淮盆地、江汉盆地、汾河 —渭河盆地、环鄂尔多斯盆地、银川平原等地区 |
干热岩资源 |
藏滇高温地热带、东南沿海、华北、松嫩平原等地 |
(二)积极推进水热型地热供暖
按照“集中式与分散式相结合”的方式推进水热型地热供暖,在“取热不取水”的指导原则下,进行传统供暖区域的清洁能源供暖替代,特别是在经济较发达、环境约束较高的京津冀鲁豫和生态环境脆弱的青藏高原及毗邻区,将水热型地热能供暖纳入城镇基础设施建设中,集中规划,统一开发。
(三)大力推广浅层地热能利用
在“十三五”时期,要按照“因地制宜,集约开发,加强监管,注重环保”的方式开发利用浅层地热能。通过技术进步、规范管理解决目前浅层地热能开发中出现的问题,并加强我国南方供暖制冷需求强烈地区的浅层地热能开发利用。在重视传统城市区域浅层地热能利用的同时,要重视新型城镇地区市场对浅层地热能供暖(制冷)的需求。
(四)地热发电工程
在西藏、川西等高温地热资源区建设高温地热发电工程;在华北、江苏、福建、广东等地区建设若干中低温地热发电工程。建立、完善扶持地热发电的机制,建立地热发电并网、调峰、上网电价等方面的政策体系。
(五)加强关键技术研发
开展地热资源评价技术、高效换热技术、中高温热泵技术、高温钻井工艺技术研究以及经济回灌技术攻关;开展井下换热技术深度研发,深入开展水热型中低温地热发电技术研究和设备攻关;开展干热岩资源发电试验项目的可行性论证,选择场址并进行必要的前期勘探工作。
(六)加强信息监测统计体系建设
建立浅层及水热型地热能开发利用过程中的水质、岩土体温度、水位、水温、水量及地质环境灾害的地热资源信息监测系统。建立全国地热能开发利用监测信息系统,利用现代信息技术,对地热能勘查、开发利用情况进行系统的监测和动态评价。
(七)加强产业服务体系建设
围绕地热能开发利用产业链、标准规范、人才培养和服务体系等,完善地热能产业体系。完善地热资源勘探、钻井、抽井、回灌的标准规范,制定地热发电、建筑供热制冷及综合利用工程的总体设计、建设及运营的标准规范。加强地热能利用设备的检测和认证,建立地热能产业和开发利用信息监测体系,完善地热资源和利用的信息统计,加大地热能利用相关人才培养力度,积极推进地热能利用的国际合作。
四、重大项目布局
(一)水热型地热供暖
根据资源情况和市场需求,选择京津冀、山西(太原市)、陕西(咸阳市)、山东(东营市)、山东(菏泽市)、黑龙江(大庆市)、河南(濮阳市)建设水热型地热供暖重大项目。采用“采灌均衡、间接换热”或“井下换热”的工艺技术,实现地热资源的可持续开发。
专栏 2 水热型地热供暖重大项目布局 |
|
河北省 |
重点推进保定、石家庄、廊坊、衡水、沧州、张家口 地区的水热型地热资源开发,“十三五”期间新增水热 型地热供暖面积 1.1 亿平方米 |
陕西省 |
重点开发西安、咸阳、宝鸡、渭南、铜川等市(区) 水热型地热资源,“十三五”期间新增供暖面积 4500 万平方米。 |
山西省 |
重点开发太原市高新区、太原经济开发区、太原科技 创新城等地区的水热型地热资源供暖,“十三五”期间 太原新增供暖面积 4000 万平方米。 |
山东省 |
重点开发东营市、菏泽市地热资源,东营市利用水热 型地热资源和胜利油田污水余热,“十三五”期间新增 集中供暖面积 1200 万平方米;菏泽市近期以市区为重 点,同时积极开拓定陶、鄄城等地市场,新增地热供 暖面积 1200 万平方米。 |
黑龙江省 |
重点开发大庆市林甸、泰康、东风新村、让西等地区 地热能供暖、洗浴疗养、矿泉水生产和种植养殖等, “十三五”期间新增供暖面积 1000 万平方米。 |
河南省 |
重点在濮阳市清丰县地热资源,“十三五”期间新增集 中供暖面积 400 万平方米 |
(二)浅层地热能利用
沿长江经济带地区,针对城镇居民对供暖的迫切需求,加快推广以热泵技术应用为主的地热能利用,减少大规模燃煤集中供暖,减轻天然气供暖造成的保供和价格的双重压力。以重庆、上海、苏南地区城市群、武汉及周边城市群、贵阳市、银川市、梧州市、佛山市三水区为重点,整体推进浅层地热能供暖(制冷)项目建设。
专栏 3 浅层地热能供暖(制冷)重大项目布局 |
|
重庆市 |
以重庆两江新区等为建设重点,“十三五”期间新增浅 层地热能供暖(制冷)面积 3700 万平方米,到 2020 年浅层地热能利用面积占新建建筑面积达 50%以上。 |
上海市 |
“十三五”期间新增浅层地热能供暖(制冷)面积 2700 万平方米。 |
苏南地区城市群 |
南京、扬州、泰州、南通、苏州、无锡、镇江、常州 及南京等城市, “十三五”期间新增浅层地热能供暖(制 冷)面积 6100 万平方米。 |
武汉及周边城市群 |
武汉市和周边黄冈市、鄂州市、黄石市、咸宁市、孝 感市、天门市、仙桃市、潜江市等 8 个行政市区,“十 三五”期间新增浅层地热能供暖(制冷)面积 3060 万 平方米。 |
贵州省贵阳市、广西省梧 州市、广东省佛山市 |
“十三五”期间,各新增浅层地热能供暖(制冷)面 积 500 万平方米。 |
(三)中高温地热发电
西藏地区位于全球地热富集区,地热资源丰富且品质较好。有各类地热显示区(点)600 余处,居全国之首。西藏高温地热能居全国之首,发电潜力约 3000MW,尤其是班公错—怒江活动构造带以南地区,为西藏中高温地热资源富集区,区内人口集中,经济发达,对能源的需求量巨大,是开展中高温地热发电规模开发的有利地区。根据西藏地热资源勘探成果和资源潜力评价结果,以当地电力需求为前提,优选当雄县、那曲县、措美县、噶尔县、普兰县、谢通门县、错那县、萨迦县、岗巴县 9 个县境内的羊八井、羊易、宁中、谷露、古堆、朗久、曲谱、查布、曲卓木、卡乌和苦玛 11 处高温地热田作为“十三五”地热发电目标区域,11 处高温地热田发电潜力合计 830MW,“十三五”有序启动 400MW 装机容量规划或建设工作。
(四)中低温地热发电
在东部地区开展中低温地热发电项目建设。重点在河北、天津、江苏、福建、广东、江西等地开展,通过政府引导,逐步培育市场与企业,积极发展中低温地热发电。
(五)干热岩发电
开展万米以浅地热资源勘查开发工作,积极开展干热岩发电试验,在藏南、川西、滇西、福建、华北平原、长白山等资源丰富地区选点,通过建立 2-3 个干热岩勘查开发示范基地,形成技术序列、孵化相关企业、积累建设经验,在条件成熟后进行推广。
五、规划实施
(一)保障措施
1. 研究制定地热能供暖投资支持政策和地热发电上网电价政策。将地热供暖纳入城镇基础设施建设,在市政工程、建设用地、用水用电价格等方面给予地热能开发利用政策支持。结合电力市场化改革,鼓励地热能开发利用企业通过电力交易降低用电成本。
2. 完善地热能开发利用市场机制。完善现有地热能开发模式,推行地热能勘探、设计、建造以及运营一体化的开发模式,探索建立地热能开发的特许经营权招标制度和政府和社会资本合作(PPP 模式)。放开城镇供热市场准入限制,引导地热能开发企业进入城镇供热市场。
3. 加强地热能开发利用规划和项目管理。根据全国地热能开发利用总体规划,统筹各地区地热能开发利用规划和分阶段开发建设方案。加强地热能开发利用重大工程的建设管理,严格项目前期、竣工验收、运行监督等环节的管理,统筹协调地热能开发利用与当地集中供热或供电网络的联接。
4. 完善地热能开发利用行业管理。健立健全各项管理制度和技术标准,依法行政、规范管理,维护良好的地热能开发利用市场秩序。制定地热探矿权许可证办理、地热水采矿许可证办理、地热水资源补偿费征收与管理办法。建立和完善地热行业标准规范,推行资格认证、规划审查和许可制度。建立地热能利用的市场和环境监测体系。
5. 加大关键设备和技术的研发投入。提升地热资源勘查与资源评价、地热尾水经济回灌技术水平,形成有中国特色的地热能开发利用技术体系。加强中低温地热发电技术的研发,完善全流发电等适合我国地热资源特点的技术路线并提升其经济性。扶持地热设备制造企业的发展,提高热泵和换热器等关键设备的技术水平。
6. 加强地热能规划落实情况监管。按照规划、政策、规则、监管“四位一体”的要求,建立健全规划定期评估机制,组织开展规划落实情况监管,编制并发布规划实施情况监管报告,作为规划编制和滚动调整的重要依据。强化各级政府部门的协调,建立健全信息共享机制。
(二)实施机制
1、加强规划协调管理。各省(区、市)能源主管部门根据全国规划要求,做好本地区规划的制定及实施工作,认真落实国家规划规定的发展目标和重点任务。地方的地热发展规划,在公布实施前应与国家能源主管部门衔接。
2、建立滚动调整机制。加强地热能开发利用的信息统计工作,建立产业监测体系,及时掌握规划执行情况,做好规划中期评估工作。根据中期评估结果,按照有利于地热产业发展的原则对规划进行滚动调整。
3、组织实施年度开发方案。建立健全地热能开发利用规划管理和实施机制,组织重点地区制定年度开发方案,加强规划及开发方案实施的统筹协调,衔接好地热开发利用与电网、热网的联接工作。
4、加强运行监测考核。委托专业机构开展地热能开发利用重大项目后评估。建立地热利用信息监测管理系统,各城市能源主管部门牵头对地热能利用进行监测,并加强有关统计工作。
六、投资估算和环境社会影响分析
(一)投资规模估算
初步估算,“十三五”期间,浅层地热能供暖(制冷)可拉动投资约 1400 亿元,水热型地热能供暖可拉动投资约800 亿元,地热发电可拉动投资约 400 亿元,合计约为 2600亿元。此外,地热能开发利用还可带动地热资源勘查评价、钻井、热泵、换热等一系列关键技术和设备制造产业的发展。
(二)环境社会效益分析
地热资源具有绿色环保、污染小的特点,其开发利用不排放污染物和温室气体,可显著减少化石燃料消耗和化石燃料开采过程中的生态破坏,对自然环境条件改善和生态环境保护具有显著效果。2020年地热能年利用总量相当于替代化石能源7000万吨标准煤,相应减排二氧化碳 1.7 亿吨,节能减排效果显著。地热能开发利用可为经济转型和新型城镇化建设增加新的有生力量,同时也可推动地质勘查、建筑、水利、环境、公共设施管理等相关行业的发展,在增加就业、惠及民生方面也具有显著的社会效益。