在我國，采暖、空調、通風等能耗占建筑總能耗的2/3以上，傳統習慣上有長達4～5個月之久供暖期的北方地區，其住宅能耗對PM2.5的貢獻可達到1/5。地熱能是一種可再生的清潔能源，儲量大、分布廣，具有清潔環保、用途廣泛、穩定性好、可循環利用等特點，與風能、太陽能等相比，不受季節、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實并具有競爭力的新能源。其中，中深層水熱型地熱和淺層地溫能(簡稱“地熱兩能”)是典型高效的可再生能源。本文主要介紹津冀地區地熱兩能在建筑清潔取暖中的開發利用概況。

一、天津市地熱兩能開發利用

天津市地下蘊藏有豐富的水熱型地熱資源，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”后的醫用價值為人們所樂道，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期。20世紀30年代在天津市老西開一帶(今和平區寶雞道2號)，法租界當局為解決租界居民飲用水水質欠佳的問題，由上海“Eardly”公司負責施工，北疆博物院的黎桑博士和德日進兩位科學家負責地質方面的指導，開鑿了一眼861米的深井，流體溫度34℃，自流量達到27.3立方米/小時，這是天津市第一眼地熱井，也是中國北方最早利用現代成井工藝開鑿的地熱鉆井。經過近90多年的發展，天津對盆地型地熱資源的開發利用從淺到深、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80年代之后以地熱供暖為代表的大規模利用和21世紀以來以集中供熱、溫泉旅游開發為代表的節約集約化利用方向發展，目前已規模化、產業化，形成了以地熱供暖為主體，集溫泉理療、旅游度假、生活洗浴、種植養殖等多領域利用格局和特色產業體系，產生了良好的經濟、社會和環境效益，成為全國聞名的地熱溫泉之都。

截至2018年底，天津全市共有地熱井721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、濱海新區、東麗區、津南區和武清區。地熱資源年度開采總量達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%。

天津市水熱型地熱資源開發利用的特點是：(1)立體化開發。從上到下垂向分布的6個熱儲層縱向疊加開采，形成立體化開發格局;(2)重視資源保護。所有熱儲均開鑿有回灌井，消耗性開采逐年減少，新開發項目均建有回灌井，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、生活用水和農工業利用及溫泉理療等特殊用途。

天津市水熱型地熱資源的利用已形成以建筑供暖為主體的穩定經濟產業。2018年度，全市用于供暖的地熱開采井263眼，所利用的地熱流體量為4559.25萬立方米。共計132個供暖單位采用地熱資源作為熱源，涉及供暖小區及公建501個(其中小區400個、公建101個)，地熱資源供暖面積達到3685.86萬平方米，占全市集中供暖總面積的8%，是我國利用地熱資源供暖規模最大的城市。以天津市目前25元/平方米•年的供暖收費標準計，僅供暖一項每年就可創造9.21億元以上經濟產值。地熱能開發的社會效益顯著，一個地熱開發項目可解決10～200人勞動就業，增加了職工收入，同時可帶動房地產及其他相關產業的開發，促進基礎建設及配套設施的發展。不但可節約常規能源，在一定程度上緩解其緊張狀況，提高人民的生活水平和質量，改善投資環境，促進地區經濟的可持續發展，而且地熱資源具有綠色環保、污染小的特點，其開發利用可以有效減少常規燃料的需求和灰、渣、二氧化硫及氮氧化物排放量，節約了城市污染的治理費用，并相應減少城市運輸量，有效保護了生態環境，有十分明顯的環境效益。據初步測算，天津市年度開發利用的水熱型地熱資源相當于天然氣4.56億標立方米，創造的直接經濟效益超過21.61億元(含資源價值和供暖收費)，節能減排效益非常明顯(見下表)。

注：燃煤價格按500元/噸計，減排量包括二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、懸浮質粉塵和煤灰渣，治理費不包括煤灰渣運輸費

除水熱型地熱資源外，天津市淺層地溫能也非常豐富。平原區第四系埋深大于200米，地層巖性以粉細砂、粘土為主，開發利用深度內溫度在16℃～18℃之間，非常適合建設土壤源熱泵系統進行淺層地溫能開發利用。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。截至2018年底，天津市熱泵系統工程共329個，利用面積為1088.21萬平方米。其中：土壤源熱泵系統工程為254個，占總數量的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、東麗區、中心城區;地下水源熱泵系統工程為75個，占總數量的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。

天津市淺層地溫能開發利用主要以冬季供暖和夏季制冷為主，末端以風機盤管為主，部分采用地板采暖。主要應用領域包括企事業單位、學校、醫院、商場、展館、賓館、酒店、住宅小區等。

二、雄安新區地熱能開發利用

地處京、津、冀腹地的雄安新區，區位優勢明顯，資源環境承載能力強。這片規劃范圍涉及河北省雄縣、容城、安新3縣及周邊部分地區的新區，堪稱我國中東部水熱型地熱資源最豐富、開發利用條件最好的區域之一，具有埋藏淺、溫度高、水質好、易回灌等特點，具有較好地開發利用基礎。全區也是淺層地溫能適宜區和較適宜區，自南西向北東，地下水源熱泵適宜性逐漸變好，雄安新區的核心區均為適宜區和較適宜區;土壤源熱泵僅在北部部分區域出現較適宜區，核心區大部分為適宜區。

根據已有研究成果：雄安新區全境蘊藏著豐富的水熱型地熱資源，主要分屬于牛駝鎮地熱田南部、容城地熱田大部、高陽地熱田北部，地熱流體總儲存量377億立方米，其中容城地熱田30億立方米、牛駝鎮地熱田125億立方米、高陽地熱田222億立方米。在采灌均衡條件下，地熱流體可采量為4億立方米/年，其中容城地熱田1億立方米/年、牛駝鎮地熱田1.4億立方米/年、高陽地熱田1.6億立方米/年。全區地熱資源可開采熱量為10104萬吉焦/年，折合標準煤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，總換熱能力折合標準煤400萬噸/年。

雄安新區現有地熱井343眼，其中回灌井76眼。按所屬行政區，雄縣207眼、容城縣68眼、安新縣68眼。目前全區水熱型地熱資源年開采量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。供暖地熱尾水回灌量2072萬立方米。

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

值得一提的是，從2009年開始，位于雄安新區核心區的雄縣大規模使用地熱能集中供暖，如今地熱能供暖已覆蓋縣城95%以上的建筑，堪稱一座“無煙城”。雄縣城區采用“一采一灌”或“三采二灌”模式基本實現了基巖熱儲100%回灌，創建了聞名全國的“雄縣模式”。

在調整能源結構、支撐雄安新區生態環境建設、補充完善冬季清潔供暖方式、改善空氣質量等方面，地熱兩能利用發揮了積極作用，但也存在一些亟需解決的問題。與豐富的儲藏量相比，雄安新區地熱兩能可以說開發程度較低，仍有較大利用空間。一是資源勘查評價程度不均衡。僅牛駝鎮地熱田部分區域達到了預可行性勘查程度，其余地區多處于調查階段，部分區域尚為空白區，深部資源探測與資源潛力評價亟待開展。二是全區地熱資源開發利用水平不平衡。開采布局不合理，成井工藝落后，綜合利用水平不高，存在資源浪費和環境破壞等問題;淺層地溫能開發利用規模較小，資源尚未得到有效利用。三是地熱資源管理體系不完善。已有礦權與現狀功能區布局不匹配，與規模化開發利用不協調。監測系統未建立，不能及時掌握地熱資源動態，難以對地熱資源開發與保護進行實時有效管理。

三、津冀地熱兩能清潔取暖之思考

地熱能作為清潔環保型可再生資源，其合理開發利用將在加快調整能源結構、強化霧霾治理、積極應對氣候變化挑戰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熱兩能利用規模化和規范化發展較好，尤其近年來天津市持續重視資源保護，通過資源整合、補建回灌井、建設示范工程促進資源集約節約化利用等多種措施，有效提高了資源的保護程度。積極降低地熱流體凈消耗量，僅2018年一年內就有37個地熱井生活用水這種純消耗型項目被關停。調查無證地熱井與礦業權精細化管理工作正在強勢推進。不過也存在一些市場需求和資源儲量之間的矛盾，以及一些開發利用帶來的問題。目前天津水熱型地熱資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現，超過5000多萬立方米的年開采總量已使完成勘查評價并經儲委認定的地熱流體可采儲量(7606萬立方米/年)變得岌岌可危;而且孔隙型回灌、深孔換熱技術以及動態監測等關鍵技術水平有待進一步提高。

天津市地熱管理部門和技術專業人士面臨和急需解決的問題是：一要探索地熱勘查評價新模式，摸清能源真正的家底;二要加強資源保護，堅持“取熱不取水”;三要對關鍵性的技術、方法進行創新研究;四要提高證后監管水平，杜絕無證開采等不良現象;五要明確淺層地溫能工程建設管理主體，建立長效的監管機制。

雄安新區更應該是地熱工作者們的主戰場。面對未來雄安新區建設發展及大氣污染防治、改善空氣質量、節能減排的迫切形勢，雄安新區對清潔能源需求巨大。預測到2022年，容東片區、啟動區和雄安站高鐵樞紐片區基本建成，建筑供熱制冷用能1266萬吉焦;到2035年，起步區、外圍5組團、特色小鎮和美麗鄉村基本建成，預測建筑供熱制冷用能6511萬吉焦。地熱作為本土綠色可再生能源，將是建設綠色智慧新城與打造優美生態環境的重要資源，也為地熱事業的發展提供了歷史性的重大機遇。“雄縣模式”可否復制為“雄安樣板”，如何科學利用地熱能，構建雄安新區清潔取暖系統?《河北雄安新區規劃綱要》中明確指出要“科學利用地熱資源，統籌天然氣、電力、地熱、生物質等能源供給方式，形成多能互補的清潔供熱系統”。因地制宜，結合資源條件，在雄安主城區的供熱以中深層地熱為主，淺層地熱、再生水余熱、垃圾發電余熱為輔，在中心建筑密度高的商業區域考慮燃氣等清潔能源為補充的“地熱+”多能互補方案，雄安新區供熱制冷需求的“安全、綠色、高效”能源發展戰略可期，也將為雄安新區“綠色智慧新城”建設提供有力支撐。

原文首發于《電力決策與輿情參考》2019年11月15日第42、43期