津冀地區(qū)地?zé)醿赡苤鍧嵢∨?/p>

在我國，采暖、空調(diào)、通風(fēng)等能耗占建筑總能耗的2/3以上，傳統(tǒng)習(xí)慣上有長達(dá)4～5個(gè)月之久供暖期的北方地區(qū)，其住宅能耗對PM2.5的貢獻(xiàn)可達(dá)到1/5。地?zé)崮?/strong>是一種可再生的清潔能源，儲量大、分布廣，具有清潔環(huán)保、用途廣泛、穩(wěn)定性好、可循環(huán)利用等特點(diǎn)，與風(fēng)能、太陽能等相比，不受季節(jié)、氣候、晝夜變化等外界因素干擾，尤其在建筑住宅的清潔取暖利用中是一種現(xiàn)實(shí)并具有競爭力的新能源。其中，中深層水熱型地?zé)岷蜏\層地溫能(簡稱“地?zé)醿赡?rdquo;)是典型高效的可再生能源。本文主要介紹津冀地區(qū)地?zé)醿赡茉诮ㄖ鍧嵢∨械拈_發(fā)利用概況。

一、天津市地?zé)醿赡荛_發(fā)利用

天津市地下蘊(yùn)藏有豐富的水熱型地?zé)豳Y源，這在全國乃至世界大城市中都是少見的，也是大自然賜予津門人民的寶貴財(cái)富。從清朝康熙年間的《畿輔通志》中所描繪的“薊縣溫泉，笄頭山所出，浴之能治百病”可以看出，早期利用溫泉是就地取材，“浴之”后的醫(yī)用價(jià)值為人們所樂道，也說明天津市最早的溫泉利用歷史至少可追溯至清康熙時(shí)期。20世紀(jì)30年代在天津市老西開一帶(今和平區(qū)寶雞道2號)，法租界當(dāng)局為解決租界居民飲用水水質(zhì)欠佳的問題，由上海“Eardly”公司負(fù)責(zé)施工，北疆博物院的黎桑博士和德日進(jìn)兩位科學(xué)家負(fù)責(zé)地質(zhì)方面的指導(dǎo)，開鑿了一眼861米的深井，流體溫度34℃，自流量達(dá)到27.3立方米/小時(shí)，這是天津市第一眼地?zé)峋?，也是中國北方最早利用現(xiàn)代成井工藝開鑿的地?zé)徙@井。經(jīng)過近90多年的發(fā)展，天津?qū)ε璧匦偷責(zé)豳Y源的開發(fā)利用從淺到深、從無序到有序、從粗放到集約，逐步由早期分散式、簡單利用向20世紀(jì)80年代之后以地?zé)峁┡癁榇淼拇笠?guī)模利用和21世紀(jì)以來以集中供熱、溫泉旅游開發(fā)為代表的節(jié)約集約化利用方向發(fā)展，目前已規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化，形成了以地?zé)峁┡癁橹黧w，集溫泉理療、旅游度假、生活洗浴、種植養(yǎng)殖等多領(lǐng)域利用格局和特色產(chǎn)業(yè)體系，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境效益，成為全國聞名的地?zé)釡厝肌?/p>

截至2018年底，天津全市共有地?zé)峋?21眼，其中包括開采井486眼，回灌井235眼，主要分布在人口集中的中心城區(qū)、濱海新區(qū)、東麗區(qū)、津南區(qū)和武清區(qū)。地?zé)豳Y源年度開采總量達(dá)5076.92萬立方米，同比年增加98萬立方米;回灌總量為2881.05萬立方米，同比年增加278.97萬立方米;資源凈消耗量為2195.87萬立方米，同比年減少180.97萬立方米;整體回灌率約為57%，同比年增加4.49%。

天津市水熱型地?zé)豳Y源開發(fā)利用的特點(diǎn)是：(1)立體化開發(fā)。從上到下垂向分布的6個(gè)熱儲層縱向疊加開采，形成立體化開發(fā)格局;(2)重視資源保護(hù)。所有熱儲均開鑿有回灌井，消耗性開采逐年減少，新開發(fā)項(xiàng)目均建有回灌井，回灌量總體呈逐年遞增的趨勢;(3)利用方式多樣。涉及建筑供暖、生活用水和農(nóng)工業(yè)利用及溫泉理療等特殊用途。

天津市水熱型地?zé)豳Y源的利用已形成以建筑供暖為主體的穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)。2018年度，全市用于供暖的地?zé)衢_采井263眼，所利用的地?zé)崃黧w量為4559.25萬立方米。共計(jì)132個(gè)供暖單位采用地?zé)豳Y源作為熱源，涉及供暖小區(qū)及公建501個(gè)(其中小區(qū)400個(gè)、公建101個(gè))，地?zé)豳Y源供暖面積達(dá)到3685.86萬平方米，占全市集中供暖總面積的8%，是我國利用地?zé)豳Y源供暖規(guī)模最大的城市。以天津市目前25元/平方米•年的供暖收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)，僅供暖一項(xiàng)每年就可創(chuàng)造9.21億元以上經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值。地?zé)崮荛_發(fā)的社會效益顯著，一個(gè)地?zé)衢_發(fā)項(xiàng)目可解決10～200人勞動就業(yè)，增加了職工收入，同時(shí)可帶動房地產(chǎn)及其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)的開發(fā)，促進(jìn)基礎(chǔ)建設(shè)及配套設(shè)施的發(fā)展。不但可節(jié)約常規(guī)能源，在一定程度上緩解其緊張狀況，提高人民的生活水平和質(zhì)量，改善投資環(huán)境，促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，而且地?zé)豳Y源具有綠色環(huán)保、污染小的特點(diǎn)，其開發(fā)利用可以有效減少常規(guī)燃料的需求和灰、渣、二氧化硫及氮氧化物排放量，節(jié)約了城市污染的治理費(fèi)用，并相應(yīng)減少城市運(yùn)輸量，有效保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，有十分明顯的環(huán)境效益。據(jù)初步測算，天津市年度開發(fā)利用的水熱型地?zé)豳Y源相當(dāng)于天然氣4.56億標(biāo)立方米，創(chuàng)造的直接經(jīng)濟(jì)效益超過21.61億元(含資源價(jià)值和供暖收費(fèi))，節(jié)能減排效益非常明顯(見下表)。

注：燃煤價(jià)格按500元/噸計(jì)，減排量包括二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、懸浮質(zhì)粉塵和煤灰渣，治理費(fèi)不包括煤灰渣運(yùn)輸費(fèi)

除水熱型地?zé)豳Y源外，天津市淺層地溫能也非常豐富。平原區(qū)第四系埋深大于200米，地層巖性以粉細(xì)砂、粘土為主，開發(fā)利用深度內(nèi)溫度在16℃～18℃之間，非常適合建設(shè)土壤源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行淺層地溫能開發(fā)利用。東北部的寶坻寧河和南部的靜海一帶深度在400米以淺的第Ⅱ～Ⅳ組含水層為地下水源熱泵適宜區(qū)。截至2018年底，天津市熱泵系統(tǒng)工程共329個(gè)，利用面積為1088.21萬平方米。其中：土壤源熱泵系統(tǒng)工程為254個(gè)，占總數(shù)量的77.20%，利用面積792.21萬平方米，占總利用面積的72.80%，主要分布在濱海新區(qū)、東麗區(qū)、中心城區(qū);地下水源熱泵系統(tǒng)工程為75個(gè)，占總數(shù)量的22.80%，利用面積296萬平方米，占總利用面積的27.20%，主要集中分布在中心城區(qū)。

天津市淺層地溫能開發(fā)利用主要以冬季供暖和夏季制冷為主，末端以風(fēng)機(jī)盤管為主，部分采用地板采暖。主要應(yīng)用領(lǐng)域包括企事業(yè)單位、學(xué)校、醫(yī)院、商場、展館、賓館、酒店、住宅小區(qū)等。

二、雄安新區(qū)地?zé)崮荛_發(fā)利用

地處京、津、冀腹地的雄安新區(qū)，區(qū)位優(yōu)勢明顯，資源環(huán)境承載能力強(qiáng)。這片規(guī)劃范圍涉及河北省雄縣、容城、安新3縣及周邊部分地區(qū)的新區(qū)，堪稱我國中東部水熱型地?zé)豳Y源最豐富、開發(fā)利用條件最好的區(qū)域之一，具有埋藏淺、溫度高、水質(zhì)好、易回灌等特點(diǎn)，具有較好地開發(fā)利用基礎(chǔ)。全區(qū)也是淺層地溫能適宜區(qū)和較適宜區(qū)，自南西向北東，地下水源熱泵適宜性逐漸變好，雄安新區(qū)的核心區(qū)均為適宜區(qū)和較適宜區(qū);土壤源熱泵僅在北部部分區(qū)域出現(xiàn)較適宜區(qū)，核心區(qū)大部分為適宜區(qū)。

根據(jù)已有研究成果：雄安新區(qū)全境蘊(yùn)藏著豐富的水熱型地?zé)豳Y源，主要分屬于牛駝鎮(zhèn)地?zé)崽锬喜?、容城地?zé)崽锎蟛?、高陽地?zé)崽锉辈?，地?zé)崃黧w總儲存量377億立方米，其中容城地?zé)崽?0億立方米、牛駝鎮(zhèn)地?zé)崽?25億立方米、高陽地?zé)崽?22億立方米。在采灌均衡條件下，地?zé)崃黧w可采量為4億立方米/年，其中容城地?zé)崽?億立方米/年、牛駝鎮(zhèn)地?zé)崽?.4億立方米/年、高陽地?zé)崽?.6億立方米/年。全區(qū)地?zé)豳Y源可開采熱量為10104萬吉焦/年，折合標(biāo)準(zhǔn)煤346萬噸。淺層地溫能土壤源熱泵換熱總功率夏季為983萬千瓦，冬季為552萬千瓦，總換熱能力折合標(biāo)準(zhǔn)煤400萬噸/年。

雄安新區(qū)現(xiàn)有地?zé)峋?43眼，其中回灌井76眼。按所屬行政區(qū)，雄縣207眼、容城縣68眼、安新縣68眼。目前全區(qū)水熱型地?zé)豳Y源年開采量2840萬立方米，主要用于供暖和洗浴，供暖面積763萬平方米、洗浴24處。供暖地?zé)嵛菜毓嗔?072萬立方米。

雄安新區(qū)淺層地溫能開發(fā)利用程度低，累計(jì)供暖制冷面積5.68萬平方米，主要為地下水源熱泵系統(tǒng)，水源井深100～150米;土壤源熱泵系統(tǒng)埋管深度大部分是100米左右。

值得一提的是，從2009年開始，位于雄安新區(qū)核心區(qū)的雄縣大規(guī)模使用地?zé)崮芗泄┡?，如今地?zé)崮芄┡迅采w縣城95%以上的建筑，堪稱一座“無煙城”。雄縣城區(qū)采用“一采一灌”或“三采二灌”模式基本實(shí)現(xiàn)了基巖熱儲100%回灌，創(chuàng)建了聞名全國的“雄縣模式”。

在調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、支撐雄安新區(qū)生態(tài)環(huán)境建設(shè)、補(bǔ)充完善冬季清潔供暖方式、改善空氣質(zhì)量等方面，地?zé)醿赡芾冒l(fā)揮了積極作用，但也存在一些亟需解決的問題。與豐富的儲藏量相比，雄安新區(qū)地?zé)醿赡芸梢哉f開發(fā)程度較低，仍有較大利用空間。一是資源勘查評價(jià)程度不均衡。僅牛駝鎮(zhèn)地?zé)崽锊糠謪^(qū)域達(dá)到了預(yù)可行性勘查程度，其余地區(qū)多處于調(diào)查階段，部分區(qū)域尚為空白區(qū)，深部資源探測與資源潛力評價(jià)亟待開展。二是全區(qū)地?zé)豳Y源開發(fā)利用水平不平衡。開采布局不合理，成井工藝落后，綜合利用水平不高，存在資源浪費(fèi)和環(huán)境破壞等問題;淺層地溫能開發(fā)利用規(guī)模較小，資源尚未得到有效利用。三是地?zé)豳Y源管理體系不完善。已有礦權(quán)與現(xiàn)狀功能區(qū)布局不匹配，與規(guī)?；_發(fā)利用不協(xié)調(diào)。監(jiān)測系統(tǒng)未建立，不能及時(shí)掌握地?zé)豳Y源動態(tài)，難以對地?zé)豳Y源開發(fā)與保護(hù)進(jìn)行實(shí)時(shí)有效管理。

三、津冀地?zé)醿赡芮鍧嵢∨伎?/p>

地?zé)崮茏鳛榍鍧嵀h(huán)保型可再生資源，其合理開發(fā)利用將在加快調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、強(qiáng)化霧霾治理、積極應(yīng)對氣候變化挑戰(zhàn)的大格局中起到重要作用。但如何用好、用足這一寶貴資源，仍有大量事情可做。

已有近90年開采歷史的天津地?zé)醿赡芾靡?guī)模化和規(guī)范化發(fā)展較好，尤其近年來天津市持續(xù)重視資源保護(hù)，通過資源整合、補(bǔ)建回灌井、建設(shè)示范工程促進(jìn)資源集約節(jié)約化利用等多種措施，有效提高了資源的保護(hù)程度。積極降低地?zé)崃黧w凈消耗量，僅2018年一年內(nèi)就有37個(gè)地?zé)峋钣盟@種純消耗型項(xiàng)目被關(guān)停。調(diào)查無證地?zé)峋c礦業(yè)權(quán)精細(xì)化管理工作正在強(qiáng)勢推進(jìn)。不過也存在一些市場需求和資源儲量之間的矛盾，以及一些開發(fā)利用帶來的問題。目前天津水熱型地?zé)豳Y源基本上都是回灌式開采，但是整體回灌率仍有待提高;對全市資源量評估后發(fā)現(xiàn)，超過5000多萬立方米的年開采總量已使完成勘查評價(jià)并經(jīng)儲委認(rèn)定的地?zé)崃黧w可采儲量(7606萬立方米/年)變得岌岌可危;而且孔隙型回灌、深孔換熱技術(shù)以及動態(tài)監(jiān)測等關(guān)鍵技術(shù)水平有待進(jìn)一步提高。

天津市地?zé)峁芾聿块T和技術(shù)專業(yè)人士面臨和急需解決的問題是：一要探索地?zé)峥辈樵u價(jià)新模式，摸清能源真正的家底;二要加強(qiáng)資源保護(hù)，堅(jiān)持“取熱不取水”;三要對關(guān)鍵性的技術(shù)、方法進(jìn)行創(chuàng)新研究;四要提高證后監(jiān)管水平，杜絕無證開采等不良現(xiàn)象;五要明確淺層地溫能工程建設(shè)管理主體，建立長效的監(jiān)管機(jī)制。

雄安新區(qū)更應(yīng)該是地?zé)峁ぷ髡邆兊闹鲬?zhàn)場。面對未來雄安新區(qū)建設(shè)發(fā)展及大氣污染防治、改善空氣質(zhì)量、節(jié)能減排的迫切形勢，雄安新區(qū)對清潔能源需求巨大。預(yù)測到2022年，容東片區(qū)、啟動區(qū)和雄安站高鐵樞紐片區(qū)基本建成，建筑供熱制冷用能1266萬吉焦;到2035年，起步區(qū)、外圍5組團(tuán)、特色小鎮(zhèn)和美麗鄉(xiāng)村基本建成，預(yù)測建筑供熱制冷用能6511萬吉焦。地?zé)嶙鳛楸就辆G色可再生能源，將是建設(shè)綠色智慧新城與打造優(yōu)美生態(tài)環(huán)境的重要資源，也為地?zé)崾聵I(yè)的發(fā)展提供了歷史性的重大機(jī)遇。“雄縣模式”可否復(fù)制為“雄安樣板”，如何科學(xué)利用地?zé)崮埽瑯?gòu)建雄安新區(qū)清潔取暖系統(tǒng)?《河北雄安新區(qū)規(guī)劃綱要》中明確指出要“科學(xué)利用地?zé)豳Y源，統(tǒng)籌天然氣、電力、地?zé)?、生物質(zhì)等能源供給方式，形成多能互補(bǔ)的清潔供熱系統(tǒng)”。因地制宜，結(jié)合資源條件，在雄安主城區(qū)的供熱以中深層地?zé)釣橹?，淺層地?zé)?、再生水余熱、垃圾發(fā)電余熱為輔，在中心建筑密度高的商業(yè)區(qū)域考慮燃?xì)獾惹鍧嵞茉礊檠a(bǔ)充的“地?zé)?”多能互補(bǔ)方案，雄安新區(qū)供熱制冷需求的“安全、綠色、高效”能源發(fā)展戰(zhàn)略可期，也將為雄安新區(qū)“綠色智慧新城”建設(shè)提供有力支撐。

原文首發(fā)于《電力決策與輿情參考》2019年11月15日第42、43期