“十三五”期间，地热产业的能源贡献接近规划目标，但发展不平衡。中深层地热供暖面积增长较快，浅层利用则不及预期，发电指标完成情况受资源分布地域特点与电力供应充足影响，与规划目标差距最大。随着疫情催生之下的可再生能源大发展时代来临，地热将在供热、发电领域有更多的发展机会，需要克服政策从严与技术瓶颈双重因素制约。近中期地热产业发展遵循热电并举，先热后电、综合利用，效率为先总体发展思路，因地制宜推进中深层、浅层地热供暖制冷在全国范围的应用，有序推进滇藏地热带地热发电；中长期重点发展中低温地热和干热岩发电；常态化做好“温泉+”模式地热梯级利用。重视攻关核心关键技术，推广地热开发利用标准，加大地热勘查评价力度，争取必要的政策支持是地热产业发展重要保障。

新冠肺炎疫情的发生及蔓延对能源行业的冲击和改变尤为强烈。疫情期间，各国纷纷出台新政，致力于发展可再生能源以净化环境抵抗病毒。特别是多国提出碳中和目标之后，可再生能源在全球范围的发展路径通过政策宣示进一步明晰。在此形势下，地热作为可再生能源家族后起之秀一定也会迎来更多的发展机会。我国是地热利用大国，直接利用规模长期位居世界第一，但发电产业相对滞后，地热产业整体发展水平还有待进一步提升。伴随着后疫情时代的来临以及可再生能源发展提速，地热产业在新的起点谋划自身新发展显得非常紧迫和必要。二〇二〇年正值《地热能开发利用“十三五”规划》（以下简称《规划》）收官之年，分析《规划》的执行情况以及发展的成败得失并以资借鉴，对于今后地热产业改进发展模式，设计发展道路以及提升发展质量将具有重要现实意义。

一、《规划》目标及完成情况

（一）《规划》提出的主要发展目标

作为地热发展的首部系统性政策性指导文件，《规划》全面梳理了我国地热产业的资源基础，提出了发展目标、重点工程和实施路径。供热制冷方面，《规划》提出“十三五”期间国内新增地热能供暖（制冷）面积11亿平方米，其中浅层地热能供暖（制冷）面积新增7亿平方米，水热型地热供暖面积新增4亿平方米，到2020年地热供暖（制冷）面积累计达到16亿平方米，较2015年增长220%；发电方面，提出新增地热发电装机容量500兆瓦，到2020年总规模达530兆瓦。

（二）整体完成指标与《规划》目标有一定差距，但凸显出地热发展潜力

1.能源供应贡献目标接近规划值

图1 2020年我国地热利用结构

按照《规划》目标，到2020年地热能消费规模折合标煤7000万吨。综合目前供暖、发电、温泉、养殖以及农业等领域地热装机容量以及供暖制冷面积等数据测算，到2020年我国地热实际利用量折合标煤4800万吨，完成规划目标的比例接近70%。现有地热能利用结构中，浅层地热利用占到52%，居地热利用之首；再次是水热型资源消费，占比27%，继续保持增长；第三是温泉利用消费，占比18%，其余占比3%，见图1。

2.各领域利用目标实现情况参差不齐

（1）中深层供暖制冷目标完成情况超出预期，浅层供暖制冷实施不及预期

供暖（制冷）方面，预计2020年全国可实现新增地热能供暖（制冷）面积8.98亿平方米，其中水热型地热供暖面积4.8亿平方米，浅层地热能供暖（制冷）新增面积4.18亿平方米，分别完成规划目标（4亿平米和7亿平米）的120%和60%。地热供暖（制冷）面积累计达到13.92亿平方米，完成总体规划目标87%。水热型地热能供暖项目大发展主要受益于2014年国家能源局在河北雄县召开的全国地热能开发利用现场会、《地热能开发利用“十三五”规划》《北方地区冬季清洁取暖规划（2017-2021年）》《打赢蓝天保卫战三年行动计划》等事件和文件的发布以及系列配套政策。应对大气污染治理淘汰燃煤供暖锅炉的相关要求极大推动了我国北方地区水热型地热供暖面积的快速增长，使得规划目标提前超额完成。

浅层供暖制冷实施情况不及预期主要原因是前期发展较快，行业门槛低，资质不佳企业进入导致部分工程质量问题突出，不规范的浅层地热开发利用浪费了资源，同时导致社会各界对地热能开发利用产生误解。此外部分地方政府在实施层面上限制浅层地热能项目的开发利用，也很大程度上影响了地热利用增长速度，使得《规划》目标未能如期完成。

（2）地热发电距规划目标差距较大

预计到2020年底，地热发电装机容量累计达到约49兆瓦，仅占《规划》目标的9.2%。发电目标大幅落后于规划目标有如下几个方面的原因。

1）高温资源分布集中及低温地热发电技术瓶颈限制了地热发电的地理空间拓展

上世纪七八十年代我国曾在中低温地热发电方面取得重要进展，依当时的技术水平，70℃的热水即可用来发电。由于当时思想上不够重视，导致资金投入不足以及人才队伍未能建立起来，使得中低温地热发电技术出现停滞。按照目前的技术水平，地热发电仅适合温度在150℃以上的高温水热资源，而此类资源在我国的分布主要集中在滇藏地区，其他地区的地热分布多以中低温为主。目前全国仅有的地热发电运行项目是西藏羊八井和羊易项目。

2）适于地热发电的滇藏地区电力供应相对充足，地方投资地热发电的积极性不高

西藏本是当前全国最适合发展地热发电的地区，因为高温资源主要集中在这里，但西藏在“十三五”期间地热电力装机仅仅增加22兆瓦。究其原因，是水电、太阳能等稳居电力供应主力地位，一定程度上压缩了地热发电需求，见图2。云南的情况也较为类似，根据云南省电力发展相关规划，到2020年发电装机容量达到1亿千瓦，到2025年达到1.1亿千瓦，以水电为主的清洁能源装机占比超过80%，是当仁不让的电力供应主力。由于电力供应充分，地方政府在地热发电方面并不积极。

图2 西藏自治区发电装机容量结构

二、后疫情时代地热产业的发展机遇和挑战

如前所述，疫情对经济社会发展影响极其深远，涉及到方方面面，对能源发展道路的影响尤为强烈。疫情的发生使得人类对美好环境的追求再次迈上新高度，实现这一目标很大程度上需要依靠能源结构调整。在此形势下，地热发展机遇来临。

（一）地热产业发展机遇

1.宏观层面，碳达峰和碳中和目标驱动下地热发展通道被拓宽

《能源生产与消费革命战略（2016-2030）》提出到2030年非化石能源占一次能源消费比例达20%，2020年这一比例已经达到15.8%。由于可再生能源发展超出预期，我国调整了以可再生能源为主体的非化石能源发展目标，具体调整内容是到2030年非化石能源占一次能源比例达到25%，较之前的目标提高了5个百分点。非化石能源的应用以热和电为主，地热开发利用的产品就是热和电。因此在新的碳达峰以及碳中和目标驱动下，可再生能源发展潜力一定会被进一步发掘。地热资源丰富，理论上可在热和电需求领域大显身手。

2.行业层面，“地热+”模式有助于可再生能源供应体系稳定

据国土资源部中国地质调查局2015年调查评价结果， 全国336个地级以上城市浅层地热能年可开采资源量折合 7 亿吨标准煤；全国水热型地热资源量折合1.25万亿吨标准煤，年可开采资源量折合19亿吨标准煤；埋深在3000-10000米的干热岩资源量折合856万亿吨标准煤。地热目前在一次能源消费中占比较低，但资源量丝毫不逊色风电和太阳能，完全可以发挥后发优势，以较高的加速度壮大其发展规模。地热资源利用最大优势是其稳定性，不受季节变化和天气影响，在风力资源、太阳能资源、地热资源同时具备的地方通过发展“地热+”模式的可再生能源协调应用系统，以弥补风电、太阳能供应间歇性的不足。

风力发电、太阳能发电、水力发电要成为供应主体，稳定性不足短板必须克服。除了与化石能源保持协同渠道之外，与可再生能源中的地热协同发展可以在减排方面发挥出更大优势。统计数据显示，近十年来我国风电、太阳能发电装机保持快速增长态势，2019年非化石能源发电装机占总装机容量41%，两者装机容量之和达4亿兆瓦以上，地热仅49兆瓦，见图3。在太阳能、风电等可再生能源已获得先期发展优势的条件下，地热发电的后发优势若得以发挥，是增强风力、太阳能供应稳定性的有力选择。

图3 我国风力发电、太阳能发电与地热发电装机

（二）发展地热产业面临的挑战

1. 系列关键技术还有待进一步突破

我国地热利用方式之所以长期粗放，与缺乏高水平地热利用技术高度相关。我国直接利用的水热型地热回灌率较低，主要原因之一是不掌握砂岩回灌核心技术，造成环境污染及其他衍生问题；浅层地热利用过程中的热平衡问题同样较为突出，主要原因在于地源热泵系统优化运行技术实用程度不够，便捷化程度不高，影响其大面积推广。总体看来，无论是处于源头的地热勘探开发还是终端利用，地热整个产业链均不同程度存在核心技术缺乏的“短板”，严重制约了地热产业开发步伐。

2.针对地热开发政策与税收有从严倾向

由于对环保工作重视程度日渐提升以及可替代能源多元化发展的格局已经形成，各地能源供应相对充分，使得地方政府地热开发利用需求不强烈，客观上缺少主动通过减税降费措施扶持地热产业的愿望。不仅如此，政府在管理地热产业过程中面对发展问题的出现倾向于采取更加苛刻的管理手段。2020年河北、山东等地关停部分地热井就是例证。关停这些地热井之后，政府的供暖能源替代方案主要是煤改气，当时国内市场对冬季供暖期气价普遍持低位运行判断。2020年9月1日新版资源税实施，对相关地热企业经营进行测算发现，即便是1元/立方米的资源税征收标准，多数地热开发利用企业也难以负担，企业抗压能力普遍不足。

三、未来地热产业高质量发展总体思路与路径设计

（一）总体规划发展思路

随着后疫情时代的来临，发展地热产业的方向需要值得肯定。总体开发利用思路应是热电并举，先热后电，综合利用，效率为先。从资源利用的先后顺序看，近中期优先发展供热，用于住宅供暖、温泉旅游、养殖、工业领域；中长期随着地热发电技术的成熟，可适时发展地热发电产业。资源利用方式追求高效，在热电利用基础上重视地热与其他能源的协调，努力形成“地热+”多种新能源协同发展模式；同时以地热资源梯级利用为导向，通过工艺上的改造和创新，改变地热发电、地热供暖的传统设计方法， 实现自高温至低温逐级利用，高效利用，最大限度地提高地热资源开发利用的经济价值。

（二）实施路径

1.系统推进全国地热供热制冷应用

（1）中深层地热供热遵循资源导向因地制宜推进

稳步推进全国范围供暖及资源梯级综合利用。我国水热型地热资源主要分布在松辽盆地、渤海湾盆地、河淮盆地、江汉盆地、汾-渭河盆地、环鄂尔多斯盆地、银川平原等地区。目前国内包括中石化、中石油在内的油企以及大量民企已经深度参与到这些资源的开发之中。中石化以地热开发利用“雄县模式”为蓝本，提出创建20个地热供暖无烟城的设想基本已经实现。同时中石化提出新形势下升级雄县模式，打造以“地热+”为核心的地热开发利用“雄安模式”，由中小县城向农村和大中城市进军。预计国内中深层地热开发利用将按照这条道路发展下去。

（2）浅层地热供暖制冷系统推进，重视在夏热冬冷地区推广

浅层地热能基本可以就地取材，不仅包括土壤中的地热能，同时地表水、城市污水也是地热供热制冷的重要资源。可以按照“宜土则土，宜水则水”的思路，因地制宜地在全国推广地源热泵项目，带动浅层地热开发利用。地源热泵项目的最大优势是项目能效比高于普通空调和空气源热泵，同时后期运行费用较低。只要热泵技术便捷化程度得以显著提升，即便在寒冷地区也可大有可为，地处东北的辽宁就是目前地源热泵装机容量比较大的省份，供暖制冷面积达到7000万平方米。

图4 夏热冬冷地区浅层地热利用数据

当前及今后一个时期，南方冬季供暖将成为国家区域经济发展的重要支点，成为提升人民生活质量的重要标志。中国所有省会级以上城市每年地 源热泵系统（包括地埋管和地下水热泵）夏季（按5个月计算）换热量约为3万亿千瓦时，折合标准煤约3.83亿吨，可制冷面积为101亿平方米；每年地源热泵系统冬季（按4个月计算）换热量为1.5万亿千瓦时，折合标准煤约1.83亿吨，可供暖面积为119亿平方米。夏热冬冷地区具有丰富的浅层可开采资源量，推广使用地源热泵技术具有得天独厚的条件，目前地源热泵项目几乎在各个地区都有推广，见图4。南方夏热冬冷地区浅层地热供暖制冷与城市建设、新农村建设保持匹配，对于长江中下游地区经济社会发展有重要意义，见图5。夏热冬冷地区地表水年可利用量在8000亿立方米/年，全国城市污水处理能力每天可达1亿立方米，夏热冬冷地区占1/3以上，也是重要的地热冷热源。

图5 长江经济带浅层地热适宜利用区域分布

2.近期聚焦高温发电，中长期聚焦中低温和干热岩发电

据世界能源署（WEA） 联合国世界能源评价报告统计,地热发电的世界平均利用效率可达72%,地热资源的直接利用的利用效率为27%。地热发电在所有可再生能源发电中年利用小时数最高，全年 90%以上的时间都可用于发电，非常稳定。相比风能、太阳能等其他可再生能源,地热发电具有很高的利用效率。

（1）地热发电近中期发展路线

进入本世纪以来我国频发极端天气，雨雪冰冻现象，造成局部地区电力供应紧张。极寒天气对电力供应提出了新要求，区域电力供应稳定性成为电力产业今后重要发展目标取向之一。若再考虑碳达峰、碳中和目标下非化石能源比例持续提升的现实要求，电力供应稳定的重要性会进一步凸显。鉴于目前各地区电力供应已经实现多元化，在兼顾发展绿色电力与电力供应稳定双重目标形势下，发展地热发电具有现实意义。地热资源供应稳定，可以有效弥补风电、太阳能、水电供应间歇性不足“短板”，在地热、风力、水力以及太阳能资源同时具备的地区发展地热发电，与水电、光伏发电以及太阳能发电相互协同，可以有效提升供应稳定性。就目前情况看，应以滇藏作为地热发电的突破口，这也是《地热能开发利用“十三五”规划》确定的既定发展路线。这两个地区富集高温地热资源，在现有技术水平下适合地热发电。

1）西藏地热发电作为全国地热发电的撬动支点之一

据现有资料统计，西藏地热能发电潜力在3000兆瓦以上。目前西藏地区的地热资源主要用于发电，集中在羊八井和羊易地区。羊八井地热电站是我国最大的地热电站，是世界上唯一利用第四系浅层热储进行工业性发电的电站，电站装机约27兆瓦，负荷在拉萨电网负荷中占比曾经高达 60%，上世纪70年代至今累计发电30亿千瓦时；羊易地热电站是全世界海拔最高（4650米），完全实现100%回灌的地热电站，年发电量可达到1.9亿千瓦时。

2）云南地热发电作为全国地热发电撬动支点之二

云南地处欧亚板块与印度洋板块的碰撞带及其影响区内, 隶属滇藏地热带, 是中国大陆新近地史时期构造活动最活跃、最强烈的地区之一, 地热异常十分显著, 温泉或泉群数量约占全国已知温泉数的28%, 居全国各省区之冠。平均大地热流值比我国大陆代表性平均值(63～68mW/m?) 高出约10%。滇西腾冲、瑞丽等地位于滇藏地热带欧亚板块与印度洋板块的缝合带附近,岩浆活动极为频繁,成就高温地热田。以腾冲地热田为典型代表, 该地热田推算热储温度230℃, 具有很大的发电潜力。但腾冲地热开发目前的重点并不在发电而在各种非电利用。一方面是前文所述的电力供应相对充分所致，另一方面地方政府更加倾向于发挥地热在旅游中的作用以拉动经济。目前腾冲地热旅游产品形式多样，经营者直接利用喷气孔、 冒气地面、沸泉、沸喷泉、水热爆炸和间歇喷泉等高温地热景观开发当地旅游业，为地方带来了可观的收入。从资源分布看，云南西部水力资源丰富，同时富集地热资源，但缺乏煤炭和天然气资源；东部煤炭资源相对丰富，但水力、地热资源则较为贫乏。西部没有地热电站，仅靠水力发电，易造成枯水季节缺电。若有地热电站辅助供电，则可以大大缓解和预防该地区电力紧张现象。

（2）中长期地热发电聚焦中低温地热及干热岩发电

近期发电项目上马主要围绕高温资源展开，中长期考虑发展中低温地热发电，前提是业界攻关中低温地热资源发电技术取得成效，并结合地区发展需要部署。可以考虑首先在华北、江苏、福建、广东等地区建设若干中低温地热发电工程示范，形成以点带面发展模式。如前所述，20世纪七八十年代， 我国地热利用水平曾与国际同步，即使是在海拔4000米以上，温度、品位不高的情况下也能发电。只是当时支撑地热发电的经济条件不具备导致停滞。当前我国经济社会发展水平已经今非昔比，具备了相应的支撑地热发电的软硬件条件，在重点地区重新突破中低温地热发电技术具有完全的理论上的可能。

加大技术储备研发，支撑远期干热岩发电。2011年中国地质调查局采用体积法对中国陆区3-10km干热岩资源进行了估算，结果显示地热资源基数约合856万亿吨标准煤。其中，深度3.5km-7.5km之间、温度介于150℃到250℃的干热岩储量巨大，约为200万亿吨标煤。即使仅其2%的储量得到开发，也将获得巨大能量。“十三五”期间，中国地质调查局在青海共和盆地恰卜恰地区施工干热岩探井4口，取得了干热岩勘探的突破。从远期看，干热岩发电应该作为储备电力工程，首先从青海突破，与青海光伏项目呼应，构建立足青海的西北绿色电力网络。

3.坚持梯级利用路线，发展“温泉+”地热直接利用模式

温泉旅游、养殖以及大棚应用是应用方式最便捷，普及程度最高的地热利用方式，这些利用方式依然是今后地热开发利用的主要途径之一。从高效利用角度出发，此类地热消费需要遵循梯级综合利用思路推动，形成“温泉+”地热发展模式，以温泉开发带动旅游、农业及养殖。在温泉观光、休闲度假、康体疗养、温泉养生和温泉农庄等传统温泉旅游产品基础上，因地制宜发展新业态旅游产品，缩小淡旺季差异，构建全季温泉产品，实现温泉旅游地的集约可持续发展。

四、推动地热产业可持续发展的保障措施

1.聚焦关键核心技术研发，持续加大科技攻关力度

地热产业要发挥出后发优势，与风能、太阳能、水电以及化石能源形成有效协同，助力国家能源安全和能源低碳转型，技术创新非常重要。从产业实践看，目前地热开发利用在资源评价、井筒工艺、地热开发利用方面均取得重要进展，发展了一批新技术，产业链运行体系初步形成。但无论是处于产业链上游的资源勘探还是下游的终端利用环节，还都不同程度存在技术“短板”。以最具代表性的地热回灌技术为例，作业者对回灌机理的认识不清以及技术应用不到位，使得全国地热井回灌率仅仅维持在20%-30%的水平，不回灌的地热水对环境带来损害。近年一些高校已经开设相应的专业以培养地热开发利用专业人才，针对地热开发利用的各类型研发机构也逐渐成立，科研立项进一步跟进，出现了一批重大技术进步获奖项目，这是非常值得肯定的方面。国内外高校和科研机构在深层钻井和干热岩研究方面开展有效合作，助推我国地热科技研发与国际共轨并行。地热产业发展要迈上新台阶，需要政府、企业、行业协会等组织共同发力，全力支持地热科技创新。

2.加大地热开发利用各类标准的推广和实施

目前国内已经初步建立地热能开发利用标准体系，包括通用基础、地热资源勘查与评价、地热钻完井工程、地热供暖与制冷、地热发电和采出水综合利用及资源保护等门类。2017-2020年共制定能源行业地热能专业标准57项，其中基础通用专业4项，地热资源勘查与评价13项，钻完井工程18项，地热发电4项，地热供暖与制冷7项，采出水综合利用及资源保护11项。地热产业由小到大，由弱到强需要有“标准”的护航和指引。这些标准的实施可以有效规避地热资源开发利用过程中的各类不规范现象，使得地热开发利用“有法可依”。

3.继续加大资源普查和勘探力度

我国地质情况复杂,断裂构造极为发育,而地热田大都与断裂有关,即使是浅部的第三系地热开采也受到各种断裂构造的困扰。由于许多地热田所处的断陷区埋深相对较大,地震资料的可靠程度低, 许多断裂主要依据重力、磁力资料确定。总体勘探程度较低,资料的可靠程度就会比较差,深层勘探难度较大。其次是资金、技术力量及装备缺乏。我国现阶段的地热利用层次普遍较低,基本上属于就地消费,地热勘探在很大程度上受到地域经济水平的制约。目前除了京津冀、陕西等地地热产业较为发达之外,绝大多数地区由于经济相对落后以及资金、技术力量缺乏,地热开发缓慢。许多地热蕴藏丰富的地区至今未能实现资源开发利用。过去数年实践证明，只要加大勘探评价力度，地热资源利用的潜力就会被发掘。自然资源部2017年正式启动京津冀地热科技攻坚战，以雄安新区、北京城市副中心和天津东丽区等为重点，组织实施京津冀地热资源调查，在深部地热勘查方面取得了突破。其中明确雄安新区地热资源可采资源量折合标煤3.8亿吨，年可利用地热资源量折合标煤380万吨；天津东丽湖新储层每年可开采地热量折合标准煤125万吨。建议继续加大地热资源普查和勘查力度，为地热产业奠定更加坚实的资源基础。

4.积极争取必要的政策支持

风电、太阳能发电目前已经发展起来，正在进入去补贴化阶段，但其成长过程中的金融财税支持政策非常重要，这一点对地热产业发展有重要借鉴意义。地热作为可再生能源后起之秀，具有广阔的发展潜力，但目前仅仅停留在初级利用阶段，能源化利用程度不高。地热发电装机总量最大的美国，自上世纪70年代以来先后制定出台可再生能源配额、税费减免、贷款担保等地热扶持政策；地热产业规模增长最快的土耳其制定了较高的标杆电价和使用国产设备补贴。我国地热发电上网电价目前参照煤电价格的政策，发电项目较难盈利，企业投资普遍采取谨慎的态度，这是 “十三五”地热发电目标未能较好完成的重要原因之一。2020年新出台的资源税政策就给地热企业经营带来较大的现金流压力，建议考虑予以税率下调优惠。一方面，对地热产业进行严格监管，大力发展和应用回灌等技术，确保地热产业发展健康可持续；另一方面，鉴于地热资源稳定，产业化程度和水平还不高，有必要对其予以资助。

结语

新冠肺炎疫情从深层次改变了经济社会运行轨迹，对能源产业的结构调整推动显著。后疫情时期，绿色低碳发展道路会被更多国家选择，能源革命会在世界多个地区汹涌发生。地热产业要在此变局中赢得机遇，一方面需要依靠必要的政策红利，另一方面需要依靠管理和技术创新前行。在化石能源供应充分以及非化石能源已经取得大发展形势下，地热产业的蓬勃发展更多地需要依靠行业自身主动作为。

参考文献（略）

注：本文是中国工程院重点咨询项目《中国地热产业规划与布局战略研究》，编号：2019-XZ-35。原文刊登于《国际石油经济》杂志，作者：罗佐县 刘芮 宫昊 赵丰年