中央地勘企业发展地热能产业的思考与建议

地大热能获悉，实现“碳达峰、碳中和”要求各行各业通过能源转型、技术创新、产业升级等手段加速迈入低碳发展轨道，以传统化石能源为主向清洁能源为主的能源供给结构调整步伐加速。国务院国资委明确提出国资央企要保持战略定力，始终聚焦“两个途径”、发挥“三个作用”。聚焦“两个途径”，即提高企业核心竞争力和增强核心功能；发挥“三个作用”，即切实发挥央企在建设现代化产业体系、构建新发展格局中的科技创新、产业控制、安全支撑作用，为中央企业助力实现“双碳”目标指明方向。中央地勘企业需要立足“国之大者”，以服务国家能源结构调整为己任，培育清洁能源开发产业。将地热能为目标清洁能源，充分发挥地勘单位具有地热能全产业链业务的产业优势和中上游的勘查钻探技术优势，以世界一流专业领军示范企业创建为抓手，以科技创新赋能产业发展，培育地热能全产业链企业，扩大行业影响力和市场份额，助力全社会早日实现碳中和。

1 地热能开发是中央地勘企业服务国家能源结构调整的重要路径

1.1 地热资源开发是能源结构转型的重要方向

地热能是一种绿色低碳的可再生能源，具备资源潜力大、零排放和稳定性好三大特点，在未来清洁能源发展中占重要地位，符合中国能源绿色低碳转型的总体要求，开发潜力巨大。据估算，全球可再生能源中地热能占总量的66%左右，约为全球煤炭储量的1.7 亿倍。中国埋藏深度在3km 以浅的中深层水热型地热资源总量相当于1.25 万亿t 标准煤，埋藏深度在3～10km 的深层地热资源规模相当于856 万亿t 标准煤，资源潜力大。与传统化石能源相比，地热能的利用方式主要是利用钻机向地下深处进行钻孔，在钻孔中安装金属套管换热器，通过换热介质导出地下热能，再通过地面热泵机组、输配系统向地面建筑物供热，这一过程与燃煤相比，能够实现二氧化碳“零排放”。此外，地热能的稳定性较好，不受日照、风速、降水量等外部因素影响。在可再生能源中，只有地热可以提供不间断的能源供应，不受季节、气候、昼夜等自然条件影响，年利用率是太阳能和风能的5～8 倍。据测算，2020 年地热能利用占中国能源消耗总量的比例约为0.7%，结构调整空间巨大。未来，随着全球碳减排形势愈发严峻，地热能开发利用是中国能源结构调整和实现碳中和的重要方向。

1.2 地勘单位发展地热产业具有良好的理论研究、技术优势和产业基础

地下水资源勘查、地热资源勘查始终是地勘单位的核心专业领域。地勘单位是中国地热资源评价和勘查理论技术的科技创新和工程实践主体，掌握了大量的地热能基础地质资料，实施了绝大多数的地热井钻探工程，在理论研究、勘查评价方法、地热井钻探工程技术方面具有突出优势。地勘单位近年来逐步布局地热产业，大部分地勘单位的水文地质专业队伍均将业务延伸至地热产业的浅层地热能供暖/制冷、水热型地热能供暖康养项目安装施工、运营、能源合同管理等下游领域，部分单位具备地热全产业链运营能力。如中国煤炭地质总局所属水文局自20 世纪90 年代以来，先后在国内十多个省市实施了中深层地热水资源勘查与开发，积累了丰富的勘查施工经验，打造了如河北工程大学新校区一期供热空调系统和生活热水系统等示范项目，拥有包括地热地质勘查技术、特种钻探技术、热交换暖通技术、城市能源规划与设计、互联网智能化监控、设备研发与制造、多种清洁能源综合利用技术等相对完整的核心地热开发利用技术集成体系。其中特种钻探技术施工的深地高温地热井、U 型对接井、丛式井、“八字井”等具有较大的行业影响力。

1.3 中央地勘企业发展地热产业有助于增强核心功能、提高核心竞争力

新时代新征程，中央企业要聚焦“两个途径”、发挥“三个作用”。中央地勘企业发展地热能产业有助于改善能源结构，增强服务国家能源资源安全的核心功能；有助于提高产业的可持续发展能力，提高企业的核心竞争力。加大地热产业布局力度，集中优势资源支持地热产业链关键环节核心技术研发，有助于提高行业影响力和产业控制力，发挥中央企业对国家能源安全的支撑作用。

2 中国地热资源开发利用特征、问题及市场趋势

2.1 地热能资源禀赋区域特征明显

根据地质构造特征、热流传输方式、温度范围以及开发利用方式等因素，地热能资源可分为浅层地热能、水热型地热（地下热水）和干热岩三种类型。中国地热资源分布广泛，资源禀赋呈现明显的区域特征（图1）：浅层地热能资源适宜区主要分布在中国中东部京津冀、山东、江苏、安徽、河南、陕西和东北部分地区（图2）；中深层（水热型）地热资源以中低温为主，高温为辅，隆起山地型中低温地热资源主要分布于东南沿海、胶东、辽东半岛等山地丘陵地区，沉积盆地型地热资源主要分布于中国东部中、新生代平原盆地，包括华北平原、江淮平原、松辽盆地等地区；中国首批干热岩勘查靶区，包括共和盆地、贵德盆地、雷琼地区、松辽盆地、西藏、冀东地区。

2.2 供暖（制冷）是中国地热资源开发利用的主要方式

地热能的开发利用方式分为直接利用和间接利用（发电），直接利用的规模远大于间接利用。据2020 年世界地热大会数据，世界地热发电装机容量为15.9GW，而地热直接利用装机容量为108GW，是发电装机容量的近7 倍。地热能直接利用的具体方式包括供暖（浅层地源热泵、中深层水热型）、温泉康养洗浴、种养殖、工业生产、冷却等。其中，地源热泵是全球地热直接利用最主要的方式。2020 年地源热泵全球装机容量达到77.5GW，占直接利用的比例为72%。某机构行研报告数据显示，中国地热能开发利用方式与全球趋同，以直接利用为主，主要方式是地源热泵、水热型直接利用供暖（制冷）和温泉洗浴等，地热发电规模较小。2019 年中国地热供暖领域与温泉洗浴领域占比分别为32.7%与32.3%，农业、养殖业、工业利用领域分别占比17.9%、2.6%与0.4%，其他领域占比13.6%，而地热发电占比只有0.5%。截至2020 年年底，中国地热能直接利用总装机容量达到40.61 吉瓦，供热（制冷）面积累计达13.9 亿m2，近5 年年均增长率约23%。其中浅层地热能供暖（制冷）面积达8.1 亿m2，折合装机容量26.45 吉瓦，占比65%，主要以地源、水源热泵方式用于建筑物供暖或制冷；中深层地热的供暖面积累计达5.82亿m2，折合装机容量14.16 吉瓦，占比35%。在中东部地热资源优势区，地热供暖已具备与电力、燃煤、天然气等能源供暖同价竞争的条件。中国地热供暖面积规模较大的地区主要集中于清洁供暖需求旺盛的河北、河南、山东、山西、陕西、天津等北方省市。在雄安新区、北京城市副中心、黄河中下游城市群已形成示范带动、规模利用的良好局面。

2.3 地热能资源开发利用存在的主要问题

中国地热资源开发起步较晚，梯级利用的方式没有得到广泛应用，尚未形成大规模集约化、产业化开发。除个别城市外，大部分地区处于粗放式、低效率利用阶段。从产业链看，上游勘查投入不足、地热资源评价精细化程度不高，中游存在低成本高效钻井技术不完善、高效高温钻井技术缺乏、砂岩回灌问题难等问题；下游开发利用存在综合规划设计水平不高、开发模式单一、热资源利用效率低、开发利用工程与资源勘查评价工作脱节、地热资源管理机制不畅等问题。从政策层面看，存在多部门交叉管理、地热资源法律属性界定不清晰、地热项目补贴力度较弱、地方落实税收优惠政策较难、相对其他可再生能源的价格优惠力度不足及地热开发利用政策的针对性、强制性不强等问题。

2.4 清洁供暖需求驱动中国地热能开发利用产业发展

根据国家能源局2021 年9 月发布的《关于促进地热能开发利用的若干意见》，到2025 年地热供暖（制冷）面积比2020 年增加50%；到2035年，地热能供暖（制冷）面积比2025 年翻一番，市场规模可观。在双碳目标的大背景下，清洁供暖需求增加、燃煤电厂关闭以及广大南方夏热冬冷地区人民不断提升的供暖制冷需求凸显等综合因素叠加，中国北方地区地热清洁供暖、长江中下游地区地热供暖（制冷）、青藏高原及其周边地热发电仍将是产业发展热点。

3 中央地勘企业发展地热能产业的思考及建议

中央地勘企业发展地热产业要以能够发挥科技创新、产业控制和安全支撑为目标，必须强化顶层设计，明确地热产业作为战略新兴产业的培育发展定位，锚定业务定位和市场布局，创新商业模式，聚焦产业链关键环节核心技术研发，集中配置优质产业资源，确保战略发展目标落实落地。

3.1 明确地热产业在战略规划中的发展定位，科学制定发展目标、业务领域以及市场布局

顶层设计方面，根据国资委主责主业相关管理要求，在企业发展战略规划中明确地热产业作为中央地勘企业主业或培育产业的定位，确保后续相应产业资源配置具有制度依据。产业目标方面，将地热资源开发利用发展为中央地勘企业支柱产业。业务布局方面，按照专业化、特色化、规模化发展的原则，不断延伸产业链，逐步拓展地热规划与设计、智慧探测与勘探、钻探设备研发制造、换热材料研发、高效蓄热、多能互补利用、地热能量检测与监测等领域。地热能直接利用方面，在京津冀晋鲁豫地区推进浅层地热能利用，建设浅层地热能集群化利用示范区；在长江中下游地区和西南经济发展区大力推广地表水（土壤）源热泵供暖供冷，对集中程度不高的供暖需求，在满足土壤热平衡情况下，采用地埋管地源热泵供暖供冷；在陕西、内蒙古、青海、黑龙江、吉林、辽宁等寒冷区域，探索高寒高冷和西部干旱地区地热供暖与发电，重点利用中深层“取热不取水”技术，大力推进中深层地热能供暖；在宁夏、内蒙古等地区，探索推广“地热+太阳能”供暖模式，建设浅层地热供暖示范工程。探索推动地热能发电的研究与示范工程建设，对高温地热能的梯级利用研究。发挥央企多家属地资源及地勘单位的深地高温钻探技术优势，加大对干热岩等非常规地热系统的研究，参与国家层面的干热岩示范开发试验工程，为干热岩的产业化发展奠定基础。

3.2 创新商业模式，以获取特许经营权为主要方式提高市场份额

一是主动对接地方政府、公共事业管理机构，努力争取地热能供暖特许经营权，通过采取BOT、EPC 等模式推进地热能开发利用区域整体开发；

二是主动对接拥有余热资源或物业运营资源的大型央企、国企，借鉴中石油的油田余热开发模式，与国内煤炭生产企业建立战略伙伴关系。

3.3 构建联合技术研发体系，突破关键环节技术瓶颈

围绕提高地热能的综合利用率的技术目标，加强与国内外一流大学、科研院所及行业领军企业的科技合作，联合攻关关键环节技术问题，构建联合技术研发体系，积极探索新的产学研合作模式，开展多层次、多类型的科技合作和人才交流，形成具有自身特色的科学规划、多井集输、梯级利用、综合利用、尾水净化和采灌结合等配套技术体系，力争突破制约产业发展的技术瓶颈。

3.4 多措并举，为地热产业发展提供全方位保障

一是制定地热产业专项发展规划，明确地热产业专业化发展的主体支撑企业；二是加快地热资源勘探开发核心技术体系的建设，推进战略选区工作，划出开发利用重点区域；三是加大地热科技专项资金支持，加快推动科技研发平台建设，投资建设地热能研发中心；四是围绕地热全产业链发展加强资质建设；五是围绕关键环节、薄弱环节，加大人才培养和引进力度；六是用足用好科技创新各项激励政策，加快市场化改革创新力度，以改革创新推动产业发展。

4 结语

地热能是重要的清洁能源之一，大力发展地热能产业是推动能源结构转型、落实双碳目标的重要方向，具有广阔的市场前景。中央地勘企业要充分发挥地热能产业具有地质技术、产业链、人才积累、市场资源等多重优势，加大地热能产业发展力度，从加强行业形势分析研判，科学规划发展目标策略及进行差异化的市场布局、创新商业模式等多维度落实国家推动实现双碳目标、国家能源结构调整相关战略部署，体现央企服务国家重大战略的核心功能，赋能地勘单位产业高质量发展。