《加强地热能资源勘查开发力度，为实现“双碳”目标作贡献》

       —在广西建业勘察设计有限公司地热专家座谈会上的发言

   召开座谈会的目的旨在通过学习习近平主席2020年9月22日在第七十五届联合国大会一般性辩论会上提出我国碳达峰、碳中和目标，和国务院《2030年前碳达峰行动方案》以及国家《关于促进地热能开发利用若干意见》（国能发新能规[2021年43号]）。提高地热能资源勘查开发的重要性和紧迫性认识，集思广益，共谋地热能资源勘查开发良策，为开创广西地热能资源勘查开发新局面作出贡献！

   下面与大家共同学习讨论几个问题。

   一、什么是碳达峰、碳中和？实现碳中和路线图。

   习近平主席在2020年9月22日第七十五届联合国大会一般性辩论会上提出：中国提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。

   1、什么是碳达峰？

   是指我国承诺2030年前，二氧化碳的排放量不再增长，达到峰值之后逐步降低。亦即二氧化碳排放量由增转降的拐点。

   2、什么是碳中和

   是指企业、团体或个人测算一定时间内，直接或间接产生的二氧化碳气体总量通过植树造林、节能减排等措施，抵消自身产生的二氧化碳排放，实现二氧化碳的“零排放”。简而言之，就是让二氧化碳排放量“收支相抵”。

   碳达峰和碳中和简称“双碳”。

   据报道：2018年我国二氧化碳排放量占全球排放总量的27.92%。2030年我国能源消耗总量约59亿tce，非化石能源消费比重约为25%。

   3、实现碳中和国家路线图

   简而言之，主要是优化产业结构和能源结构。

   （1）优化产业结构，加快退出落后产能，加大落后产能淘汰力度，大力发展战略性新兴产业，加快传统产业绿色低碳改造。

   （2）优化能源结构，《方案》要求大力实施再生能源替代，加快构建清洁低碳安全高效的能源体系。以五大非碳基能源（水电、地热能、太阳能、风能、核能）替代传统化石碳基能源。探索深化波浪能、潮流能、温差能等海洋新能源开发利用。《方案》要求：到2025年，非化石能源消费比重达到20%左右，到2030年，非化石能源消费比重达到25%左右，顺利实现2030年前碳达峰目标。

   （3）推广固碳技术

   ①生态系统固碳。《方案》要求，构建有利于碳达峰、碳中和的国土空间开发保护格局，建立以国家公园为主体的自然地体系，稳定现有森林、草原、湿地、海洋、土壤、冻土、岩溶等固碳作用。据报道，1亩树林每天能吸收67Kg二氧化碳，释放出49Kg氧气，1亩树林1年就可以吸收24.46吨二氧化碳，可释放出17.89吨氧气，1亩树林一年可吸灰尘22～60吨。

   ②二氧化碳地质封存（ccus）

   当前，我国以煤为主的能源消耗结构短期内难以改变的情况下，开展二氧化碳地质封存是实现碳排放承诺的一项有效措施。

   二氧化碳地质封存是指通过工程技术手段将从碳排放工业源捕集的二氧化碳直接注入至地下800～3500m深范围内的地质构造中，通过一系列的岩石物理束缚、溶解和矿化作用，而将二氧化碳封存于地质体中。有关专家认为，可用于封存二氧化碳的地质体主要有：陆上咸水层、海底咸水层、枯竭油气田等。我国二氧化碳地质封存的有利区域是渤海湾盆地、松辽盆地、鄂尔多斯盆地、准噶尔盆地、苏北盆地、四川盆地。截止2020年底，全球目前共有26项正在运营的商业项目，合计捕集二氧化碳4000万吨/年。

   我国二氧化碳地质封存技术研究始于上世纪70年代，目前二氧化碳地质封存技术尚处于示范研究阶段。中国地质调查局水文地质环境地质调查中心在“十二五”期间，与神华煤制油化工有限公司合作建成我国首个30万吨级深部咸水层二氧化碳地质封存示范工程。与神华煤制油化工有限公司合作，在内蒙古鄂尔多斯市伊金霍洛旗实施了我国首个二氧化碳捕集运输与深部地质封存全流程示范工程，注入二氧化碳30.2万吨。2018年与中石油新疆油田分公司合作，在准噶尔盆地彩南油田进行二氧化碳驱水与地质储存一体化先导性实验。试验井组由1眼注入井、3眼一线监测井、6眼二线监测井组成，累计注入二氧化碳1010吨，地表无二氧化碳泄露，表明二氧化碳驱水封存技术是可行的。

   河北省煤田地质局在唐山市开展二氧化碳地质封存试验工程，钻井深度2800m，储存二氧化碳地层为第三系碎屑岩。广西具有二氧化碳地质封存的地质条件：北部湾海底咸水层、合浦盆地咸水层、百色盆地近于枯竭的油田、广泛分布的岩溶、森林和湿地等等。但是，目前还没有成立专门机构开展调查、研究工作。可是碳交易市场已经啟动：广西碳中和科技发展有限公司与广西林业局下属13个国有林场共1000万亩森林，签订了林业碳汇开发合同。相信今后会有更多的碳汇合同问世。

   二、地热能分类与开发利用

   地热是指地球内部所储存的热量。

   地热是一种自然资源。

   地热资源是指能够经济地被人类所利用的地球内部的热能、地热流体及其有用组分。目前可利用的地热资源主要包括：天然出露的温泉，通过热泵技术开发利用的浅层地热能，通过人工钻井直接开采利用的地热流体，以及干热岩体中的地热资源。

地热能按埋藏条件可分为三类：

   1、浅层地热能

   浅层地热能是指埋藏在地表水或地表以下一定深度（一般为恒温带—200米埋深）范围内的岩土体和地下水中具有开发利用价值的一般低于25℃的热能，是深层地热能与太阳能共同作用的产物。浅层地热能包括两种类型：

   （1）一是变温层中地热能资源：位于地下表层，深度一般小于30米。热能来自地球深部的热传导和地表吸收的太阳光辐射。

   （2）二是恒温层中的地热能资源：恒温层内太阳辐射与地球内热之间的影响达到平衡状态，温度的年变化幅度接近于零。

   浅层地热能较经济的开采深度一般小于200米，是低品位的地热资源，温度略高于当地年平均气温1°～2°，相对稳定。浅层地热能的特点是赋存面广，储量巨大，可再生，可就地提用。据专家测算，我国每100平方千米，近100米深度内的土壤每年可采集的低热能量为1560×10⁴KW，而100米内深度的地下水每年可采集的低热能量为21×10⁴KW。截止2019年底，我国浅层地热能年利用量居世界第一位。

   浅层地热能开发换热方式有：

   （1） 地埋管地源热泵系统

主要适用于第四系土层分布地区。分水平埋管和垂直埋管两种形式。譬如南宁市，国有博白林场（也可采用地下水地源热泵系统）均可采用地埋管地源热泵系统。

   （2） 地下水地源热泵系统

   适用于地下水较丰富的地区。譬如岩溶地区，灌阳县千家洞文化旅游度假区可采用地下水地源热泵系统。

   浅层地热能开发之前先要进行勘查，圈定出适宜区和较适宜区，然后，根据需求地址开展开发工程勘查评价，最后进行开发工程设计和施工。

   2、中深层地热能（也称水热型地热能）

   目前，在技术经济条件下，我国开发利用中深层地热能的深度为恒温层—3000米深度内。

   原国土资源部2015发布指出：我国中低温（温度≥25℃，而＜150℃）地热能资源量相当于1.37万亿吨标准煤。高温（温度≥150℃）地热资源发电潜力为8466MW。

   中深层地热能开发方式，主要是施工地热井工程开采地热流体和蒸汽。直接利用于采暖、理疗、洗浴、温室等等。譬如广西南宁市九曲湾温泉、嘉和城温泉谷、柳州市凤凰河温泉。

高温地热能资源主要用于发电。譬如，西藏羊八井，是我国地热发电示范基地。

   3、干热岩

   干热岩是一种普遍埋藏于距离地表2～6千米深处，温度为150～650℃的没有水或蒸汽的热岩体。据中国地热能发展报告，我国地下3～1O千米范围内干热岩资源量折合标准煤856万亿吨，按国际标准，以其2%作为可开采资源量计算，约为2015年全国能源总消耗量的4000倍。

干热岩的热能赋存于各种变质岩或结晶岩类岩体，较常见的岩石有黑云母片麻岩、花岗岩、花岗闪长岩等。在干热岩上一般覆盖有沉积岩或土层等隔热层。

   干热岩热能的开发利用方法：人造热储，施工一对深层大口径钻井，一眼钻井（注水井）进入干热岩体中，通过水力压裂法或爆破碎裂法制造一个人工热储（裂隙带），然后从井口将冷水注入地下深处以获取热能，形成地热水。另一眼钻井（生产井）钻至人工热储层（裂隙带），与注水井在底部密封相连，裂隙带内被加热的循环水通过生产井以压力热水形式排到地面，形成一个大的热交换系统，从地下热岩中源源不断地提供热水资源利用。

   由于干热岩温度高主要用于发电。干热岩发电是美国于20世纪70年代提出，并建成了世界第一座干热岩系统发电站，发电量为10MW。随后法国也建成了世界第二座干热岩系统发电站，发电量为10MW。此后，日本、英国也建立了干热岩发电技术研发机构开展工作。我国干热岩研发工作起步较晚，至今未建成一座干热岩发电工程，目前处于试验探索阶段。但是干热岩勘查已取得重大突破。2017年青海省共和盆地施工了5个勘探钻孔，均获得干热岩，钻孔深度为3705米，温度236℃，储量相当于17万亿吨标准煤，可开发利用3900年。此外，重庆市培陵获得大于200℃干热岩，河北省唐山市马头营获得150℃干热岩。唐山市马头营干热岩储量相当于78亿吨标准煤，正在进行地热发电试验工程施工。广西地质调查院2020年组建了干热岩研发机构，开展研究工作，现已选好了靶区，待施工地热钻井验证。

   三、广西地热能资源开发利用现状及存在主要问题

   广西地热能资源开发利用历史悠久。1958年自治区总工会开发陆川温泉（水温53℃）建成了广西壮族自治区陆川温泉工人疗养院。1979年广西区科委开发象州温泉（水温79℃）建成了象州县热水村地热发电试验站，装机容量200千瓦，后因输出电价比电网电价高等原因而关停。20世纪80年代，广西两家水文地质工程地质队共同开展了矿泉水（含温泉）普查，共发现温泉点34处。90年代广西地质调查院又开展温泉专项调查，共调查温泉点39处。20世纪90年代以来，广西完成了南宁盆地地热资源地质普查和南宁市地热资源勘查研究，北海市合浦盆地地热资源预可行性勘查，来宾市桥圩盆地地热资源地质调查。此外，在桂林、柳州、北海、防城港等市某些地区开展了隆起山地对流型地热资源条件论证和开发工作，施工了一些地热井。据不完全统计，截至今日，广西发现天然温泉39处，已规模开发利用15处，较为知名者有象州温泉、龙胜温泉、贺州温泉和陆川温泉。已施工地热井31眼，已规模开发利用者有20眼，建成温泉旅游度假村（区），较为知名者有九曲湾温泉和嘉和城温泉谷、凤凰河温泉。上述诸多温泉和地热井的开发利用，助推了广西旅游业和社会经济的发展。此外，广西地质调查院对南宁、合浦、桥圩、百色、宁明、上思等6个沉积盆地的地热资源储量概算结果为2.47×10¹⁷KJ，折合标准煤为8.44×10⁹吨，地热资源可开采量为4.46×10¹⁶KJ，地热流体储存量为5.36×10¹¹m³，地热流体可开采热量为9.15×10¹⁵KJ，相当标准煤3.12×10⁸吨。

   在国家“十二五”规划期间，住建部将南宁市列为可再生资源开发利用示范城市，2011～2014年，广西地质调查院承担了南宁市浅层地温能调查评价任务，并提交了调查评价报告，按换热方式不同划出地下水地源热泵系统适宜区和较适宜区各1个，总换热功率为3.81×10⁶KJ，地理管地源热泵系统适宜区和较适宜区各3个，总换热功率为1.97×10⁷KJ。随后，中国地调局以水﹝2014﹞02-001-014-07号文，下达“广西壮族自治区主要城市浅层地温能开发区1：5万水文地质调查”任务由广西地质调查院完成，并提交了调查报告，对桂林、柳州、玉林、贵港、贺州、来宾、河池、崇左、百色、北海、钦州、防城港、梧州等13个城市分别划分出地源热泵系统适宜区和较适宜区，同时计算评价13个城市浅层地温能总热容量为1.23×10¹⁵KJ/t，每年可开发利用浅层地温能资源至少为1.23×10¹⁷KJ /a，相当于4116万吨标准煤。13个城市浅层地温能可利用资源量为9.42×10¹⁴KJ /a，折合标准煤为1.12×10⁷t /a，折合电量为9.12×10¹⁰度电 /a，经济价值近224.42亿元/a，减少向大气和环境中排放二氧化碳2.67×10⁷t /a，二氧化硫1.90×10⁵t /a，氮氧化物6.72×10⁴t /a，粉煤灰1.12×10⁶t /a，减少环境治理费约3.06×10⁹元/a。浅层地热能调查成果，为开发利用奠定了良好基础。

   据统计，截至2013年底，广西在南宁、桂林、柳州、恭城、柳江等15个市、县已建成浅层地温能地源热泵工程共217项，主要用于空调制冷和制热供热水，应用总面积1845万m²。地源热泵部分投资超过人民币15亿元。按浅层地温能开发利用的技术类型统计结果：地表水地源热泵系统应用面积占57.3%，居第一位，地埋管地源热泵系统应用面积占32.7%位居第二，污水地源热泵系统应用面积占6.3%，位第三，地下水地源热泵系统应用面积占3.6%。

   广西地热能资源勘查开发存在的主要问题有：

   1、地热能勘查开发相对落后

自2001年南宁市九曲湾地热勘查成功后至2010年底，广西相继完成了合浦盆地地热资源预可行性勘查和桥圩盆地地热资源地质调查。2011年至今，广西其他4个规模较大的盆地没有开展地热资源勘查工作。隆起山地对流型地热资源勘查至今没有列入规划开展勘查工作。虽然选择了防城市板城、象州县白崖屯、巴马县赐福湖等3处作为找热重大突破项目开展勘查研究工作，但是，勘查结果未达到预期目标。

   地热能开发利用方面：在已竣工的31眼地热井中已开发利用的有20眼，占64%，但45%开采井都分布在南宁盆地。39处天然温泉已规模开发利用的有15处，占39%。已建成的温泉休闲旅游度假区仅为全国3700多处的0.007%。浅层地热能开发仅建成217项开发工程。可见，广西地热能开发程度还较低，与近邻广东、湖南、云南、贵州等省相比，广西明显落后。

   2、缺少长期规划，没有与国家“五年”规划相匹配，制定液体矿产资源勘查五年或三年规划，有计划地分期逐年实施。

   3、勘查开发管理工作不到位，无证（探矿权许可证）勘查和无证（采矿权许可证）开采现象长期存在，采矿之后，对采矿动态监测工作检查监督不力，影响了对矿产资源持续开采的科学评价。

   4、地热能资源勘查开采流程复杂，时间沉长，办事效率低，影响了地热资源勘查开发的步伐。譬如，国有博白林场地热勘查项目2020年3月申请探矿权至今无结果。又如，2021年12月自治区自然资源厅发布《广西地热矿泉水开发利用勘查规划2021～2025》区块，至今没有挂牌出让。上述问题产生的根本原因是各级领导对地热矿水的属性认识不足，误用固体矿产的管理模式管理地热能资源勘查开发工作，也与思想上重视不够、抓的不力有关。

   四、加快地热能资源勘查开发步伐的几点思考

   广西地处低纬度，南濒热带海洋，具有夏天时间长，气温较高，降雨较多，冬天时间短，天气干暖的亚热带季风气候特征。因此，广西地热能资源的开发利用主要用于理疗、洗（泡）浴、温室、养殖和农灌。对浅层地热能来说，主要用于空调制冷和制供热水。

   （一）深化地热能资源勘查，建议如下：

   1、立项开展防城港市三娘湾～白浪滩沿海文化旅游度假区地热能资源预可行性阶段勘查。

   2、立项开展南宁盆地地热资源可行性阶段勘查。

   3、立项开展宁明盆地地热资源预可行性阶段勘查。

   4、社会资金投入的中深层地热能开发项目

   （1）管理上，建议下放到市一级管理，以提高工作效率。

   （2）勘查工作方面，为提高地热井的命中率（成功率），一般情况下，地质、水文地质勘查程度要达到预可行性阶段要求，确定盖层和热储层的地温梯度要有较充分依据，一般情况下要施工地温综合勘查钻孔。

   （3）评价地热井开发利用价值时要坚持以下标准：

   在地热井深度≤3000m的前提条件下

   地热井口水温≥40℃，地热井口流量≥250m³/d。

   5、大力推广浅层地热能的开发利用，浅层地热能分布广、储量大、可再生、可就地提用，又经济。浅层地热能开发项目：按国能发新能〔2021〕43号文要求，在适宜区和较适宜区内完成开发工程勘查后，进行开发工程设计，最后进行施工。

   （二）加强地热能资源勘查规划和管理

   1、区域性的地热能资源勘查项目，建议列入自治区自然资源厅年度矿产资源勘查规划。社会资金项目列入项目所在地市或县自然资源局规划和管理。

   2、浅层地热能勘查项目，建议列入市或县自然资源局规划和管理，根据当地需要对地源热泵系统适宜区逐步进行开发利用。

   3、所有列入勘查规划的项目均需向当地自然资源主管部门登记。

   （三）多方协作，打造地热能资源勘查开发管理新平台。以市、县自然资源主管部门为主体，有水利、环保、住建部门、勘查单位和开发企业代表参加的勘查开发领导小组，按自治区自然资源厅规定权限，对本辖区内的有关项目有立项审批权、运行监督权和成果报告组织评审认定权。以避免因立项地质依据不足或施工质量低劣而造成重大经济损失和不良影响。

   五、加快地热能资源勘查开发步伐的建议措施

   1、各级领导要重视地热资源勘查开发工作，把该项工作视为实现“双碳”目标，振兴广西旅游业和乡村经济的重要举措，抓好抓实。

   2、简政放权。建议将区域性地热勘查之外的其他勘查项目（尤其是社会资金项目）下沉到市、县自然资源局管理。勘查范围跨市、县的由自治区自然资源厅协调管辖权。

   3、加强统筹规划。以国家需要为目标，自治区、市、县都应制定出地热能资源勘查开发规划，实现有序勘查开发地热能资源。

   4、加大资金支持力度，积极招商引资。

   5、建立地热能勘查开发激励机制，对业绩显赫者单位和个人给予奖励。

   6、加强市、县自热资源局技术力量，学习培训提高业务水平