借绿色转型之势展地热发展之能

近年来，在习近平生态文明思想的指引下，中国清洁能源特别是地热能保持快速发展的态势。随着“双碳”目标的提出，地热能更加成为清洁低碳、安全高效能源体系中的重要角色。中国煤炭地质总局新一任党委积极落实党中央关于构建新型能源体系部署，提出“1158”发展战略和“一体四翼两培育”产业发展新格局，明确提出以地热能为重要业务方向培育新质生产力，并明确将水文地质局作为地热能业务的主要实施主体，全力布局地热产业。

水文局驻扎在滏阳河畔的千年古城邯郸，这支有着50年发展历程的队伍曾经以专业的服务、出色的业绩为我国水文地质事业建立了不可磨灭的功勋。如今，水文局以创新发展的理念踏上新赛道，先后在10多个省市开展中深层地热水资源勘查与开发，施工300余眼优质地热井，取得大量地热勘探技术成果。近年来，“取热不取水”、高温钻探等关键技术获得重要突破，使水文局成为中国地热与温泉产业技术创新联盟理事长单位，入选国务院国资委创建世界一流专精特新示范企业名单。

瞄准地热关键技术，先行先试实现新突破

地热能是地球深处的可再生性热能，大部分来自地球熔融岩浆和放射性物质的衰变，是引致火山爆发及地震的能量，还有一小部分表面地热能来自太阳。我国地热能资源丰富，当前336个主要城市浅层地热能年可开采资源量折合标准煤约7亿吨。作为一种绿色低碳、可循环利用的可再生能源，地热能可广泛应用于发电、温室种植、食品烘干、建筑物供暖和制冷等领域。

如何使用先进科学技术方法和手段，使地热资源最大程度地服务社会，是水文局一直以来的努力方向。目前，水文局攻克的浅层地热能开发技术、中深层“取热不取水”技术、深部地热资源井下换热技术，已经实现了从理论到应用的转化。

浅层地热能开发技术在河北邯郸东部新城的应用，取得了“供暖，一吨煤也不烧”的神奇效果。水文局因地施策，结合新城区建设的能源需求进行规划和设计，针对地埋管占地面积大的问题，对开发前期的热物性测试进行攻关，精心设计地源热泵，取得良好取热效果。

在邯郸新区东湖新城，水文局创新形成“景观湖底地源热泵”技术，在湖底施工3818个地埋管钻孔，节约土地面积7.06万平方米，通过热泵机组从湖水中吸收热量向建筑物供暖，为周边城市40万平方米建筑提供供暖能源。在河北工程大学附属医院地源热泵项目中，采用了“筏板下地源热泵”供暖制冷技术，将1453眼地埋换热孔布置在建筑物筏板下，通过热泵机组把地源介质中的热量“取”出来供给室内采暖，从室内吸收热量转移释放到地源介质中实现制冷。这种方式，为医院提供了17万平方米的供暖（制冷）能源，实现了城市土地资源高度集约化与多功能利用。

中深层“取热不取水”技术可实现近零碳排放，具有寿命长、运行成本低等优势。水文局技术人员介绍说：“该技术采用密闭换热装置，通过高效成井工艺技术获得地下热能，可最大程度保护地下水资源，将成为地热利用可持续发展的重要途径。”该技术参与了国务院国资委未来产业与原创技术策源地研究，“抢镜”世界地热大会，得到中国工程院院士武强的赞誉。武强院士表示，该技术在不扰动地下热水系统实现保护性开采、提高地热供暖换热量方面取得系列科研成果，达到国内及国际先进水平，为地热资源可持续发展探索了新方向。利用中深层“取热不取水”技术，水文局在河北工程大学新校区成功钻探了我国第一对垂直深度2500米、水平距离684米的大口径长距离换热U型对接井，打造了第一个利用地热供暖的“无烟校区”，引导了北方供暖方式的变革。据水文局相关技术负责人介绍，项目运行5年来，对接井井底温度基本稳定，5年仅降低0.3℃～0.5℃，每年节约燃气费170万元，在燃气单价逐步上涨的今天，更加凸显了地热新能源的经济优势和生态价值。

深部地热资源井下换热技术是总局2023年重大科技攻关项目，该技术包括地热能高效成井关键技术、高导热材料与井上下强化换热技术、地温场与热泵系统和末端高效智能调控技术、数值模拟技术等核心技术优势。该技术广泛应用于区域能源站、建筑物供暖、发电等多个场景，对于北方地区集中供暖具有较强的示范效应，对于南方地区分布式供暖也具有很大应用潜力。目前，该技术已成功应用于河北工程大学、天津民航大学等高校，满足了近10万平方米节能建筑的供热需求，每年节约标煤1570吨，减排二氧化碳4115吨，助力绿色无烟校园建设。在陕西蒲白矿业建煤矿区实施的首个3200米深层地热供暖示范工程中，该技术满足了2.5万平方米老建筑的供暖需求，每年节约标煤615吨，减排二氧化碳1613吨，为绿色园区能源供给提供了支撑。未来，该技术将优先在公共建筑物中推广应用，彰显其节能减排的卓越效果。

“地球温暖”惠及民生，地热产业大有可为

随着国家和各地政府支持地热产业发展的政策密集出台，地热产业发展不断提速、潜力巨大。国家能源局2021年发布的《关于促进地热能开发利用的若干意见》指出，2025年各地基本建立起完善规范的地热能开发利用管理流程，地热能供暖（制冷）面积比2020年增加50%。2035年，地热能供暖（制冷）面积比2025年翻一番。

在总局党委部署下，水文局将地热能技术融入东北全面振兴、雄安新区建设等国家战略中。在辽宁鞍山，水文局开展了构造控热机理研究，采用遥感红外解译和地球化学温标等现代勘查技术，找到受郯庐大断裂控制的鞍山地区4个高温地热田，初步查明了地热田分布规律，开启了建设地热能源基地的新征程。在雄安，水文局积极参与“未来之城”建设，开展了雄安新区容东片区中深层地热井项目施工。该工程分3个标段招标，共钻探26眼地热井，水文局以综合评分第一的成绩，在11家竞标单位中脱颖而出，承担8眼地热井的设计施工任务，虽然在所有施工单位中最晚开工，却最早完工。2023年采暖季，8眼地热井全部投入运营，为容东片区100万平方米住宅区的千家万户送去了温暖。2024年1月12日，水文局落户雄安新区，设立中煤地热集团，全力打造地热新能源科创研究中心、地热产业科研高地，助力实现碳达峰碳中和。再次中标雄安地热项目，以雄安新区建设者身份投入到培育地热能新技术、新模式、新业态的探索中。如今，雄安的冬季，已看不到高耸的烟囱“吞云吐雾”，只有地下源源不断的热量温暖千家万户。

当前我国地热产业已形成一定规模，但也存在一些问题，如地热关键技术支撑需要加强，地热资源家底有待摸清，开发利用较为粗放等。中煤地质总局水文局正针对上述问题，不断探寻地热能技术突破，拓展地热能利用领域，推动用能方式由单一地热能转变为“地热能+”，创新“地热+五化”多场景应用，拓展能源化高温地热发电、规模化建筑物供暖、专业化温泉沐浴休闲、特色化温室蔬菜瓜果种植和水产养殖、一体化“理疗+医疗”康养等应用场景，使地热能更多地造福人类，满足人民对美好生活的期待和需求。