地热能开发项目取水许可技术审查要点探析

地热资源具有节能、清洁和可再生的特点。21世纪以来,随着国家加强对可再生能源的应用,地热能开发利用逐步全国范围内兴起。特别是在2017年和2021年国家多部委联合下发《关于加快浅层地热能开发利用促进北方采暖地区燃煤减量替代的通知》《关于促进地热能开发利用的若干意见》后,部分省份(如河北、上海、山东等)相继出台了有关支持地热能开发利用的相关文件,掀起了利用水源热泵开发地热能资源的高潮。相关文件明确规定采用“密封式、无干扰井下换热”地源热泵技术、不取水的浅层地热能项目(即“取热不取水”项目)无需办理采矿和取水许可证。涉及取水的地热能项目应开展水资源论证,并向具有管辖权的水行政部门办理取水许可。

现行《建设项目水资源论证导则》及相关规范性文件对取热不耗水的地热能开发项目取水许可审批、技术审查要点具体规定较少,且缺乏有针对性的统一尺度。目前,仅河南等少数省份出台了《水热型地热供暖建设项目水资源论证规范》,目前国家层面尚无专门针对地热能开发项目取用水,这一特殊行业的取水许可水资源论证技术导则,但以水源热泵项目为代表的地热能开发项目,独有的取用水和退水特点又与普通取水项目存在较大差异,导致在地热能开发项目取水许可审批过程中,存在审批部门、审批流程、审批方式、把握技术要点不明确等问题。下文在梳理有关法律法规的基础上,结合多年工作经验,对地热能开发项目取水许可审查工作中需要重点把握的技术要点进行分析, 并提出合理建议,为地热能开发项目取水许可审批提供了技术依据。

1 审批流程和管理机制

目前我国各地开展专门性的地热能管理和保护方面的研究较少。取水项目的许可审批程序为:提交申请→水资源论证报告审查→批复→验收→发取水许可证。地热能开发项目取水许可审批在程序上相对于一般取水项目较为复杂,主要是因为涉及部门较多且增加了回灌方案的审查和验收。由于前期职责不明确,部分地区水行政主管部门负责水资源论证的审查,自然资源部门负责回灌方案的审查, 一定程度上造成申报程序繁琐。特别是在某些地区成立新成立了独立的审批单位(如行政审批局), 地热能开发项目取水许可审批程序和分工还未理顺。

2021年国家颁布实施的《关于促进地热能开发利用的若干意见》明确:自然资源主管部门负责组织开展地热资源调查评价和矿权办理工作;水行政主管部门负责取水许可审批和取用水管理,以及地下水抽取和回灌情况的监管;生态环境主管部门负责环境影响评价审查审批和水质监测的监督工作。 在国家大力支持地热能开发利用的大环境下,各地应建立地热能开发利用管理工作协调机制,根据实际情况对部门分工进行调整,理顺审批程序和职责分工。各有关主管部门应采取集中审批、数据共享、多部门审批协同联动等方式,优化审批流程, 提高审批效能。在已成立独立审批单位(如行政审批局)的地区建议由行政审批部门牵头,会同水利、 自然资源等主管部门实行一站式办理。

2 审查要点

取水建设项目的水资源论证审查是取水许可审批的重要环节。地热能开发项目水资源论证应根据有关政策和规定,对项目的取水、回灌方案,取用水合理性,水源可行性和可靠性,以及对项目所在周围环境的影响等方面进行论证分析,并提出结论意见。此外,地热能开发项目取水许可审批还应从以下几个方面重点把握。

2.1 地热能开发利用项目取水许可限制条件

国家有关文件明确要求各省应根据地下水禁采区和限采区的划定工作划定地热水开发利用的禁止和限制取水范围。目前仅有少数省份(如河北)划定了禁止和限制取用地热的范围。《关于加快浅层地热能开发利用促进北方采暖地区燃煤减量替代的通知》明确在地下水饮用水水源地及其保护区范围内,禁止以保护的目标含水层作为热泵水源;对于地下水禁止开采区禁采含水层及与其水力联系密切的含水层、限制开采区的限采含水层,禁止将地下水作为热泵水源;禁止以承压含水层地下水作为热泵水源。《关于促进地热能开发利用的若干意见》 明确禁止在承压水含水层、地下水超采区、地下水饮用水源保护区等开采浅层地热水。《地下水管理条例》明确禁止在集中式地下水饮用水水源地建设需要取水的地热能开发利用项目。禁止抽取难以更新的地下水用于需要取水的地热能开发利用项目。 不满足以上条件的新申请项目审批部门可不予许可。

除以上限制条件外,需要取水的地热能开发利用项目必须符合经批准的地热资源开发专项规划, 并在划定矿区范围或签订采矿权出让合同后方可申请取水许可。相关专业规划包括但不限于市、县地热资源开发利用专业规划、某某区块地热资源开发利用方案、某某区块热资源储量报告、地质矿产资源总体规划等等。取水申请人(或单位)和采矿权人(或单位)应为同一人。

2.2 回灌方案审查要点

不同于一般取水项目,作为退水环节的回灌方案审查是地热能开发利用项目水资源论证审查的重点。《地下水管理条例》要求建设需要取水的地热能开发利用项目,应当对取水和回灌进行计量,实行同一含水层等量取水和回灌,不得对地下水造成污染。所以在对回灌方案进行技术评审时,应着重审查等量、同层、保质,确保同一含水层的水量不减少、水位不下降、水质不降低。

地热能开发项目在回灌时一般会有一定程度的损耗,所以“等量”不代表回灌率为100%。山东省出台的《关于切实加强地热资源保护和开发利用管理的通知》要求开采孔隙热储型地热资源的回灌率不低于80%,开采岩溶热储型地热资源的回灌率不低于90%。对于不同地区的实际回灌能力需要通过开展回灌试验进行确定。各地可根据实际情况出台相关具体规定。

“同层”确定的依据主要为井的设计柱状图和成井报告,特别是在验收阶段必须要求取水单位提供相关部门认可的成井报告,方可确定是否同层。 回灌方案可作为退水章节内容,但应提供单独的回灌方案报告和回灌实验数据。

回灌水质要符合相关要求。取热不耗水项目如采用换热器取热封闭回灌的供暖项目一般不会出现水质污染情况。但在水资源论证中应分析论证回灌水对地下水水质,尤其是对地下水温度场的变化。其他如温泉洗浴项目,或用其他水源回灌的应提供有相关资质部门(CMA认证)出具的水质化验报告。不能同质的回灌水质不得低于原生地热水水质。地热尾水回灌水质具体要求可参考《地热尾水回灌技术规程》中规定的检测要求。

2.3 开采和回灌井位布局的合理性

地热能开发应明确地热开发的井位布局。布局主要内容包括开采井和回灌井的数量、结构、分布以及与周围建筑物的距离等。井的数量主要根据抽水试验、回灌试验分析出的出水能力、回灌能力以及高峰期用水量来确定。井的布置主要包括水源井之间的距离及其与周围建筑物之间的距离等。

开采井和回灌井间距的确定既要考虑避免热突破发生,又要保证明显的水力联系。如果间距过大,则对同层地热水的补给效果不佳,而且管线布设过长,项目投资过高,若间距过小,则会发生热突破,并使温度较低的回灌水过早进入开采井,造成供暖质量下降。在水资源论证报告中应分析论证开采井和回灌井的合理距离,明确地面井距和斜井的投影井距。合理井距的确定除考虑热补给半径、降压影响半径外,还应考虑热突破问题,计算一般采用热突破公式计算(一般要求50年不出现热突破)。对已建成运用的项目补办取水许可申请需要用实际井距倒推不产生热突破的年限。如果计算出的年限较小,如只有10年,那么该项目的使用年限仅为10年,许可证的批复年限也将不能超过10年。

2.4 取水量的确定

地热能开发利用项目合理取水量应遵循以灌定采原则,依据专项规划中确定的区域开发最低开采规模、开采总量控制规模来确定。已建成并运行的项目在审查阶段要依据实际开采量和回灌量确定。其中,供暖项目应至少提供1个供暖季的开采、回灌数据。新建供暖项目:①根据供暖面积和单位面积热负荷,计算出总的热负荷量。②根据制热量, 计算供暖最大循环用水流量。③项目需要的具体工作时间和年运行天数,计算出项目年用水总量。批复水量原则上应小于或等于采矿权量。另外,水源热泵类型的地热能开发项目对水量的需求,不仅仅是一个总量的需求,还要考虑其热负荷在峰值时的瞬时最大流量的需求。所以,在水资源论证时, 不仅要论证总量能否满足项目需求,还要论证瞬时流量能否满足项目需求。

2.5 计量监测相关要求

《关于促进地热能开发利用的若干意见》明确要求,地热能开发利用单位应当安装取水和回灌在线计量设施,并将计量数据实时传输到有管理权限的水行政主管部门。省级生态环境主管部门负责监督本地区地热能供暖(制冷)项目业主开展地下热水及回灌水质监测,按相关要求,定期报生态环境主管部门备案。取水许可审查时,对已建成运行的项目,应提供计量设施核验证明材料和在线监测系统的联网证明。新申请项目,应提供在线监测系统的联网的承诺。取水许可验收阶段,应提供计量设施核验证明材料和已安装在线监测系统的联网证明。在办理取水许可证延续阶段,还应提供定期对地下水进行化验的相关证明材料。

3 结语

地热能资源开发利用具有诸多优势,但必须落实最严格水资源管理制度,保证地下水采补平衡。 行政审批主管部门应根据相关法律法规和规范标准,落实水资源管理制度和取水许可审批程序,严格进行水资源论证和取水许可审批,使地热能开发利用项目的建设符合相关要求。各地应结合地下水限采区和禁采区的划定,尽快组织开展地热能资源限采区和禁采区划定工作,加强对地下含水层动态监测,建立地下水动态监测体系,实行科学管理, 及时针对开发中出现的各种问题开展多学科综合性研究,制定地热能开发利用项目水资源论证导则和有关技术规范,有效保障地热能开发项目的合理性和可持续性,同时保护地下水资源免受污染和过度开采。