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我国地热能开发利用存在的问题及对策

发布时间:2022-08-11 02:32:48 来源:天博体育华体会官方入口 作者:天博体育华体会首页进入

  《能源生产与消费革命战略(2016–2030)》提出,到2030年非化石能源在一次能源消费中占比将达到20%,到2050年占比达到50%。非化石能源发展力度空前加大,为地热的发展带来机会。国土资源部2016年印发《国土资源“十三五”科技创新发展规划》提出,“十三五”期间我国将向地球深部进军,全面实施深地探测、深海探测、深空对地观测战略,争取2030年成为地球深部探测领域的“领跑者”,。按照到2030年我国一次能源消费总量60亿吨计算,到2030年地热的能源贡献将达到1.8亿吨标煤,相当于1400亿立方米天然气。在此宏大目标推动之下,有关地热开发利用的模式、政策、发展等软硬环境势必将发生积极变化,为地热资源的深度开发利用带来更多有利机会。

  但是当下,我国地热能产业的发展还面临着诸多的问题需要解决,具体问题及对策总结如下:

  存在的问题:国内现有的中央和地方两级政策法规对地热资源直接利用有一定程度的促进作用,近年来各地的地热利用规模显著提升。但在地热开发利用过程中仍存在一些尚未解决的问题,政策法规亟需进一步完善和改进,主要表现在以下方面:

  《中华人民共和国水法》规定水资源包括地表水和地下水;《中华人民共和国矿产资源法实施细则》附则第四十四条则规定“地下水资源具有水资源和矿产资源的双重属性。地下水资源的勘查,适用《矿产资源法》和本细则;地下水资源的开发、利用、保护和管理,适用《水法》和有关的行政法规。”《水法》和《矿产资源法》虽然明确了地下水资源具有水资源和矿产资源的属性,但没有明确界定和区分地下水和地热概念。这一法律界定方面的空白导致管理依据不清,同时会导致企业从事地热开发出现重复缴纳税费现象。

  各级政府地热资源管理机构分设在国土资源、水利、城建等部门,管理多元。主要有三种管理机构类型:一种是将水行政主管部门确定为地热的主管部门,比如鞍山市人大常委会主要根据《水法》发布的《地热水资源管理条例》就这样规定;第二种是将地质矿产行政主管部门作为主管部门,河北、北京、天津、邯郸、银川等地根据《矿产资源法》及其配套法规制定的规章等;第三种是将地质矿产行政主管部门和水行政主管部门均列为管理部门,按照各自的职责共同管理。

  地方政府以《矿产资源法》为依据,规定了必须依法办理采矿证才能开采地热资源,但是存在部分行政法规与法律冲突的有关采矿权的规定,导致部分地方地热资源的产权缺失或重叠,权、责、利主体不明确。由于管理不规范,在一定程度上导致地热井开采后的资源环保管理不到位,如地热尾水回灌技术实施程度不够,造成资源浪费和环境污染等。

  (4)对地热开发利用政策的针对性、强制性需要进一步加强,已出台的一些政策执行力还有待进一步检验

  目前部分地方政府出台的地热利用扶持政策收到一定的效果,但是存在的问题也比较突出。一些地区的煤改地热项目政策落实不到位。已有的政策扶持的对象主要是地热直接利用,且不够全面和系统,很多地方对如何促进地热发展还没有系统明确的规划。与风能、太阳能发电相比,针对地热发电的财税扶持政策基本还是空白,这一点在《地热能开发利用“十三五”规划》中有所表述。地热发电方面,仅有羊八井地热电站体现了国家意志与特事特办的思路。国家层面出台的各种法规更多的带有鼓励和指导性质,缺少强制性与执行力。缺乏像地热发达国家那样的强制性措施,国内的地热开发利用无法形成连续稳定的市场需求,地热的发展就会缺少持续的市场拉动,难以形成符合市场经济要求、强制性与激励性相结合的发展机制。

  对策建议:地热产业的发展初期基本上是靠政策推动。我国应以基本政策为核心,建立集立法、规划、管理、技术规范于一体的地热发展法规、制度体系,只有法规、制度体系科学合理了,政策的功能才能得以有效发挥。具体的对策建议在以下四个方面:

  美国、日本等国家地热产业之所以发展的较好的一个重要保障因素就是立法。我国目前的地热管理运行无序现象在很大程度上与立法的滞后有关。业内专家普遍建议修改完善现行《矿产资源法》及《水法》,对地热资源的属性重新进行法律界定,明确各级部门的管理职能与部门职责,消除地热管理中的政出多门,为各级管理部门对地热的管理改革提供法律依据。同时鉴于地热资源潜力巨大以及我国对清洁能源的迫切需求,也可以考虑出台专门的《地热法》,强制推进地热生产和消费,为地热大发展营造良好的法制环境。

  全国地热“十三五”发展规划已经出台,该规划针对全国地热发展做出系统说明。鉴于各省均有相应的地热资源量,故应在全国规划的基础上出台本地区的地热发展“十三五”规划及中长期发展规划,明确技术路线和发展目标,以形成国家与地方两级地热发展规划体系。前者倾向于地热发展的大政方针,且应出台和完善有关地热资源开发利用的各种标准和技术规范。以法规修订为制度背景,改革管理体制和运行机制,加强地热运行监管和法规执行力度,确保地热产业发展步入良性发展轨道。

  地热产业要取得大发展,财税政策扶持是重要手段之一。仅有法治规范和行政管理手段还不够,要有足够的手段吸引多元投资进入地热资源开发领域。目前的政策,特别是地方制定的地热供暖补贴及地热发电补贴政策虽有一定的效果,但距离地热大发展的目标要求还有较大距离。国际上较为通行的补贴有投资者补贴、生产者补贴及消费者补贴等。建议借鉴这一经验,从供需两个方面加大地热开发利用补贴力度。特别是目前国家已出台的《政府出资产业投资基金管理暂行办法》及《关于构建绿色金融体系的指导意见》等,为地热产业融资提供了良好机遇,应借政策东风,鼓励各地设立地热产业投资基金,充分发挥投资基金的杠杆效应,吸引国内外各类资金进入地热领域。同时还需从税收、信贷、融资、上网电价等方面给予地热产业大力扶持。

  存在问题:在地热资源开发利用方面,我国目前还存在着一系列问题,主要表现在以下几个方面:

  我国对地热资源勘查的投入不足,全国地热资源的总量一直是个概数,各地区的地热资源状况也模糊不清。我国大部分地区地热资源调查精度仅为1:100万,只有天津、北京、鲁北平原、关中盆地、青藏铁路沿线万的精度;少数地热田,如羊八井、羊易、雄县等个别的地热勘查达到1:5万的精度,重点地热开发区没有或很少开展正规的地热勘查工作。基础地热地质勘查工作薄弱,后备资源不足。经过资源储量管理部门审批可作为进一步勘查或开发利用规划的地热田不足100处。勘查评价滞后造成地热市场供需矛盾日益突出,严重影响了地热资源勘查开发规划的制定、资源的利用以及地热产业健康发展。

  我国地热能的开发利用以供暖和旅游疗养为主,除西藏羊八井、河北霸州等少数地区将地热资源进行梯级开发,分别用于发电、采暖和温室种植外,大多数地区地热资源利用比较单一。这种粗放式的利用造成水位持续下降,例如西安某地区地热井水位已降到200m以下;冬季供暖尾水排放大于35℃,造成了化学和热污染,增加了城市污水处理的成本。目前中国的地热开发过程中,模式相对较为单一,对于开采出来的地热资源,只应用其一定温度阶段的能量,而其他阶段的温度白白浪费掉了,缺乏综合的梯级利用理念及实践,降低了地热资源利用的效率,也造成了资源的浪费。

  在地热开发利用时,由于各方面原因可能会造成地面塌陷、轻微地震、水体污染等问题。在这个方面目前还没有一套完整的管控措施。地热资源开发利用过程中的水位、水温等监测数据对地热资源利用效率、可持续性及科学研究都有重要意义。目前我国地热监测工作开展较少,除北京、天津、河北开展过相对较多的监测工作外,其他省份基本没有监测数据,且监测手段落后,监测项目单一,未形成科学的监测体系。

  (1)加大财政投入力度,鼓励各类社会资本积极参与,开展全国地热能资源调查评价。以华北、松辽、江汉、鄂尔多斯、苏北等盆地(平原)为重点,尽快查明水热型地热田的地质条件、热储特征、地热能资源的质量和数量,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。加快深部地热能资源探测和开发技术攻关,为干热岩型地热能规模化、商业化开发利用做好准备。建立政府主导的地热能资源勘查开发利用全产业链的数据汇交、共享与服务制度,形成全国地热能资源开发利用大数据平台,主要包括地热能资源基础数据、开发利用动态和效率监测数据及产业网络信息管理系统等,为地热能资源调查评价与科学开发利用提供支撑。

  (2)针对地热资源利用模式单一,浪费严重等问题,建议国家及地方政府统筹规划,科学布局,建立地热梯级利用示范区,发展为供发电、供暖、洗浴、农业和工业烘干等的地热资源梯级利用示范项目。

  (3)对于地热开发管控不完善的问题,建议完善地热能管理制度。按照一件事由一个部门负责的原则,尽快制定与《中华人民共和国可再生能源法》配套的地热能开发利用管理办法。明确利用水资源与地热能资源、取水与取热的边界和标准。完善地热能勘探开发市场准入规则、矿业权招拍挂出让和第三方服务等相关制度。完善地热尾水回灌制度,强化回灌状况监督,加强地热能资源和环境保护。强化监管,规范市场秩序,加大对违法违规企业的处罚力度。建立地热能勘探开发利用的统计报表制度。

  地热装备起源于石油行业,随着深层高温地热勘查的开发,国内设备耐温耐压性已无法满足勘查需求,测井设备多项参数难以突破175℃,监测设备难以突破100℃。国外设备技术参数相对更好,但价格昂贵,并且国外在设备行业形成垄断,只提供高昂的技术服务。室内物理模拟设备在诸如岩石三轴压裂、储层多相流动及热提取过程、储层改造化学刺激过程的使用中,模拟环境温度难以突破200℃,高压与试样尺寸存在矛盾,仿真度也有待提高。因此,缺少精细化“找热”的地球物理勘查设备,钻具、钻井液、钻井导向在高温、高压、硬岩、钻探效率、安全性方面亟待提高,这是目前国内勘查设备落后的主要原因。

  我国深部地热资源勘探开发、地热成井与热储改造关键技术储备还处于起步阶段,没有形成成熟的“找热”技术,缺乏系统的地热资源探测技术体系(钻完井、循环液、测井、固井)与评价方法(参数、软件);缺乏规模化、可持续的地热资源提取技术(储层建造、井下换热),以及地面高效利用技术(发电装备、回灌、防腐防垢、梯级利用),多项技术亟须攻克。

  我国地热人才资源相对缺乏,研究力量较薄弱,与地热资源开发快速增长的步伐极不相符。20世纪70-90年代,我国掀起地热开发的热潮,亟须地热技术人才,部分水文地质学者开始转向地热研究。从80年代起,联合国新西兰、冰岛、日本、意大利的地热培训班为我国培养了一批技术人才,成为我国地热资源勘查与开发技术研究的骨干力量。“十二五”期间,通过中国地质调查局全国地热资源调查评价等项目,各省培养出一批地热地质调查专业人才,并带动了后续各省市地热地质调查的快速发展。近年来,除每年联合国冰岛地热培训极少人才外,我国的高级地热技术人才主要来源于从事地热资源调查评价与技术研究的单位与高校、重点企业联合举办不同内容的短期培训班。迄今为止,在全国2000多所高等院校中,只有一所高校设有地热专业,很难形成产、学、研相结合的地热人才培养机制,这便导致了我国地热技术人才研究的力量相对薄弱。

  对策建议:创新是驱动地热产业持续发展的根本动力。只有不断提升技术水平,地热能企业才能散发出持续的生命力。未来若要大力推进地热产业发展,需要将关键技术及设备的研发作为发展重点。建议1)中央财政和地方财政应设立地热能资源调查和科技创新重大专项资金,加大对地热能勘探开发利用核心关键技术研发的投入力度,加强地热能专用设备和特种技术的研发;2)利用优势企业的力量进行技术研发攻关,我国的油田单位在资源勘查、钻完井、测井、固井、压裂、微地震监测、尾水处理等方面具备雄厚的实力,研发力量也强大,建议地热开发单位加强与油气田的开发合作,甚至以油气田为主导进行地热开发,这对于快速推进地热产业的发展将大有裨益;3)加强国际合作也是必不可少,引入外资力量进行地热开发或者依托石油企业在国外的开发区块,积极参与国外地热资源的开发项目,学习和引入先进技术。

  人才队伍的形成是地热发展的决定性因素,建议加大地热产业人才培养力度。1)加大地热相关科研机构以及相关专业学科的设置;例如成立国家重点实验室,开设地热专业学科等。如2012年天津大学成立了中低温热能高效利用教育部重点实验室,实验室结合国家发展节能环保、新能源等新兴产业的重大需求,瞄准以地热能、太阳能及工业余热为主的中低温热能的科学前沿,研究中低温热能高效利用过程中的科学问题;2)建立科学有效的地热专业人才形成机制,借助科研院所、行业联盟等机构的力量,加大对地热专业的人才培养力度,成立专项基金,鼓励参与国外的交流与学习,成立地热相关国家重大专项,依托项目,培养多层次人才,促进地热产业可持续发展。

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