中石化新星石油国殿斌:中深层地热能开发利用的实践与展望
“2018 年能源大转型高层论坛” 于2018 年 8 月 25在北京召开。本次会议由国务院发展研究中心资源与环境政策研究所主办。大会邀请国家相关部门、国内大企业、国外相关国际能源机构、企业和咨询管理机构与会,讨论天然气、地热能与能源互联网、能源转型的发展趋势和实现途径。
中国石化集团新星石油有限责任公司副总地质师国殿斌出席会议并作精彩演讲。
以下为发言实录:
尊敬的各位领导、汪院士,同仁,大家下午好!
今天我向大家报告的是中国石化中深层地热开发利用的实践与展望。刚才汪院士也讲了,地热能具有资源储量大、分布广、稳定性好、用途广泛的特点,而且不受季节气侯、昼夜变化等因素的影响,近些年的开发进入快车道。今天下午,我重点从三个方面作一些报告。
中国石化进入地热产业有20多年的时间,主要以中国石化新星公司作为主体。十余年以来,坚持整体规划、分步实施、资源利用、良性开发的思路,按照资源先行、环境领先、环境保护的理念进行地热能的开发,进入较快的发展时期。特别是2013年中国石化集团在雄县县城开了一个中心组的学习会,重点就是开展中国石化在中国地热产业的发展,在这个会上,中国石化地热产业实现了跨越式发展。截止到2016年底,整个中国石化新星公司中深层的地热供暖达到了4900万平方米,占整个中国中深层地热开发的40%。
这两年地热开发的速度越来越快,规模越来越大。中国石化重点在以下几个方面进行了研究和推进。
地热基础是资源,中国石化依托中国石化在中国各个地区、各个盆地的油气田的资产和资料,结合中国新星在中国多年资源勘探和利用的情况,不仅在在京津冀、渤海湾盆地、南华北盆地,也在河北、豫北等地形成了勘探成果。通过勘探成果作为基础,通过与地方政府的密切结合,目前整个中石化新星公司已经勘探开发了20多个优质地热田,在全国16个省市24个地市61个县签订了地热开发协议,形成了明显的先发优势。地热整个产业链也趋于完善,由原来单一的地热供暖逐步向农业、保健以及地热+等多个方向进行发展。
这些年来总共在以下几个方面取得成果。第一个方面,我们在整个关中地区,就是陕西的平原地区全面进行地热开发,从西部的宝鸡到东部的渭南,整个中国石化新星公司进行了全面的地热开发。尤其近两年来我们在关中地区打出了百度以上的地热井,尤其在咸阳已经形成了600多万平方米的供暖面积。第二个方面,我们在山西太原通过和陕西有关公司的合作,目前在太原的经济技术开发区和高新区取得了供暖的特许经营权,未来进行地热供暖大面积的推广和应用。
第三个方面,我们依托中国石化油气地热资源的地热水,通过油田预热和地热供暖项目的利用,我们在湖南、山东和河北都进行了地下水的利用,目前的规模也越来越大。第四个方面,我们积极进行地热提取的利用,在河北保定的博野县打出了110度的高温地热水,通过这些梯级利用,整个地热田的梯级利用,正在探索和扩大规模。第五个方面,我们积极探索地热+新能源集成模式,像油田的预热,包括地热水,通过地热能加上其他清洁能源综合用能,在河北、陕西、云南,现在整个地热+新能源的模式也在快速形成。
第六个方面,打造了多个国家级、省部级地热开发利用研究及管理平台。中国石化在国家能源局的支持下,2012年6月,依托新星公司,形成了国家地热能源研究与地热推广公司。在地热能中心的支持之下,2014年由国家地热能中心主办,由中国石化承办的2014年中国地热论坛在北京召开。当时国家能源局副局长刘淇出席了开幕式,并致了词,来自国内外200余人参加了论坛。2016年11月由国家地热能中心发起,又召开了第二届中国地热能国际论坛。今年11月份,地热能中心准备在上海召开第三届中国地热能国际论坛。协助编制国家地热能开发的十三五规划,这个在地热能中心。
在国家科技部指导之下,中国石化新星公司为依托,成立了中冰地热技术研发中心,这是中冰合作中心。在国家能源局的指导支持之下,于2016年5月成立了依托中国石化组建能源行业地热能专业标准化技术委员会。地热能标准化委员会组建以后,目前已经开展了17项地热能的研究工作,也正牵头组织整个国家地热能行业标准体系,今年又准备研究25项国家标准。中国石化非常重视清洁能源、新能源、地热能的发展,依托中国石化新星公司组建中国石化地热能国家重点实验室,目前这个实验室已经建成。
依托这几年中国石化在国家政策的指导之下,地热开发方面按照产学研用的思路,形成了中国石化在地热勘探开发一系列的技术系列。在地热勘探上,依托2013年以来京津冀地热资源潜力评价,以及南翔盆地、济南、太原地区,形成了一系列的勘探成果。我们依托中国石化原来在油气资源的勘探开发上形成的勘探技术,我们在中低温地热井成井工艺关键技术方面,在高温地热井钻井工艺关键技术,废气井改造等关键技术方面,形成了一系列专利和课题。比如在地热钻井技术方面,我们形成了定向井、丛式井等钻井技术,有效解决了城市井位紧张和合理开发井间距的问题。比如在地热尾水回灌上,通过这几年在砂岩地区,尤其在山东、河北、河南等多个地区砂岩开发过程中回灌的问题,我们通过多项攻关,形成了中国石化自己的地热回灌技术,这些技术在山东、河南、河北砂岩开发当中得到很好的应用,我们现在可以非常自豪地讲,现在在山东、河南、河北、陕西这些地区所有从事砂岩开发的地热项目都进行了科学的回灌。只有在回灌的基础上,我们才进行地热田的开发,这也是对地方政府的承诺,更是对环境的承诺。
通过这些年的实践,也逐步形成了中国石化自有的地热利用技术。比如油田地热与污水余热综合利用的技术,浅层地热能开发利用的技术,以及换热介质的技术等多项专利和企业标准。在地热开发过程当中,我们深度提高两化融合的程度,通过地下监控和地面的供热监控,实现全过程、智能化、信息化的目标。这是中国石化在雄县建成的中国石化绿源公司的地热调控智慧中心。
目前我们在中国地质调查局的牵引下,和青海省能源公司和新星公司,联合在青海开发干热岩的研究开发利用,目前中石化在干热岩上的投入已经达到2个亿,我们在干热岩压裂技术和利用技术上,我们逐步稳妥地开展干热岩的前期利用。我们通过浅层的低温层,以及200米到3公里以内的低温层以及干热岩的综合利用,来提升地热能的综合利用。
我们成功打造了中深层地热能开发模式,雄县模式。原来地热能的开发环境是比较差的,也没有进行回灌,直接外排,资源的利用效率比较低,资源的安全、环境的安全、人身的安全受到威胁,地热开发不可持续。2009年8月,雄县政府和中国石化新星公司在地热开发利用上达成一致,认为地热利用要高效,需要规模化开发,采灌结合,实现地热资源可持续利用。双方签订了开发雄县地热资源开发的协议,打开了雄县地热开发的序幕。
目前雄县模式的核心实际上是四个统一,也就是政府对地热资源进行四个统一的管理,统一政策、统一管理、统一规划、统一开发。统一规划就是对整个雄县县城及周边进行了12.1平方公里的地热开发专项规划,在这个专项规划指导之下,中国石化先后整合老城区16口原有的老井,按照间接换热、采灌结合的方式进行创造,进行资源的整合和循环利用。在先进技术保障之下,整个雄县县城的地热开发进行一个在开发中保护,在保护中开发的良性循环的阶段。通过这一年的采灌,原来的历史水位不断下降,通过这些年中国石化进入之后进行统一的规划、统一的开发、统一地回灌,整个回灌量和采灌量进行均衡的开发,并且整个地层的压力得到有效恢复,整个资源的开发进入一个良性循环阶段。并且通过这种间接换热方式保护了环境。也就是说我们采出的地下水并没有进入地面,通过采出的地下水,通过换热器和地面循环系统进行间接换热,换完热以后,低温水通过回灌直接回到地下,解决地面不污染的问题和地下水压力平衡的问题。通过动态监测和高效运营技术,通过用户侧的实时监控、智能化的调控实现地热田、地热采灌井的科学、合理、有效的运营。通过这种科学精细有效的管理,整个雄县地热供暖通过十几年的开发应用,用户的满意度也非常高,也就逐步打造成了现在的雄县模式。
经过九年的建设,整个雄县建成供暖面积达到530万平方米,实现我国第一个无烟城的目标。目前在雄县有两个方向,第一个方向就是围绕着雄县模式升华成雄安模式的方式,进一步提升地热开发水平。第二个方面,围绕着散煤治理的方向,地热了在雄县开发从城镇逐步向乡村进行延伸,实现散煤替代,这么两个目标。2014年以后,国家能源局在河北雄县召开了全国首次地热开发利用会议,雄县模式逐步得到了国家能源局和业界认可,雄县模式逐步固化下来,这一次中国石化新星公司在河南濮阳,濮阳市政府提出来,北有雄安,南有濮阳的地热开发模式和信心。
第二部分主要讲一下中国中深层地热发展一些方向。
随着地热能开发利用,目前整个国家上下也是能源利用大转型的一个时期,地热能开发利用的十三五规划已经发布,提出的发展目标是新增供暖面积11亿平方米,其中中深层地热达到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。地热能利用总量,年利用量达到4000万吨标煤。目前国家提出的深地探测计划被列入十三五国家科技创新规划,深地计划拓展为国家战略利益,保证国家战略优势的领域作出了部署。下面按照四深计划,提出在深地,尤其在干热方面研发的能力。
此外,北京地区清洁供暖受到中央关注。2014年,在中央第十四次会议上,习总书记提出这个目标,就是推进北方地区冬季清洁供暖。今年16个城市进入国家2+26的补贴城市当中,整个北方清洁供暖程度越来越高。2018年6月27日,国务院引发了打赢蓝天保卫战三年行动计划,提出按照宜电则电,宜气则气,宜煤则煤,全面进行能源转型。
雄安新区的设立为地热利用提供利好。去年提出雄安新区,今年进行了雄安新区规划,我们也提出了雄安新区供暖规划。国家对整个地热利用描绘了一个非常好的蓝图,也为中国石化地热产业快速发展指明了一个方向。在国家和环境大的变化之下,中国石化也结合自身情况,按照国家的整体部署和要求,中国石化对中深层地热开发利用提出了明确的目标和要求。
第三部分我要讲的就是中国石化下一步在地热开发上的一些设想和目标。
中国石化作为一个负责任的国有特大型能源企业,2018年4月宣布正式启动绿色行动计划,其中在绿色行动计划里面,关于地热发展作出承诺,到2023年水热型地热供暖面积超过1.2亿平方米,占全国市场40%。在加大地热开发利用方面,中国石化将建设可视化、智能化地热田,推进京津冀都市圈、河南、山西、山东、陕西等多个省份地热供暖项目。下一步要结合地热资源的状况、市场的状况以及国家的重大战略需求,做好一系列地热开发工作。
重点任务,中国石化将在以下几个方面进行重点拓展。第一个方面,我们要把中国石化的雄县模式逐渐升华成中国需要的雄安模式,也就是雄县模式原来在政策和管理方面的四个统一要逐步过渡为依靠地下的精细研究,建立透明的雄安,利用地热+多种清洁能源的方式,在四个统一政策指导下,形成新的地热开发的雄安模式。在雄安模式的指导之下,重点要研究利用中国石化在油气田和地热开发多年形成独有的技术,提高雄安新区地下精细化研究水平。在精细化研究的基础上,利用井下、井口、地面构建雄安可视化、智能化、一体化的管理水平,建立地热+天然气、太阳能、城市污水等多个方面,城市能源、新型能源综合利用的新的能源利用方式。
第二个方面,中国石化要加大2+26通道城市地热供暖的方向。2+26个城市,四部委刚下发了关于北方地区冬季清洁供暖的通知,也公布了12个地区清洁供暖的补贴,直辖市每年补贴10个亿,省会城市每年补贴7个亿,地基城市每年补贴5个亿。第一个,在大中城市,尤其是省会城市进行集中供暖配套的地热开发,目前中国石化新星公司在太原、济南、天津、石家庄、西安和咸阳等城市进行连片的地热开发。第二个围绕2+26个通道城市中等城市进行规模开发,目前中国石化重点在河北的保定、邢台、邯郸以及河南的濮阳、山东的德州以及陕西的有关地区和咸阳等多个中等城市进行开发。第三个,主要在县域城市进行整片的连续开发,在山东的清河等等进行开发。
第三个方面,做好北方强制供暖区的农村散煤替代。按照国务院发展研究中心报告,散煤治理报告当中,目前全国散煤污染消耗量每年大约在8亿吨煤左右,1亿散煤需要800亿方天然气替代。所以新星公司正在以雄县为试点,积极探索地热替代散煤治理大气污染工作。2017年,按照雄县地热代煤农村散煤替代专营权,在11个自然村实施地热代煤,完成地热供暖面积65万平米,我们树立了信心,只要国家的政策,在煤改电政策,相应的政策情况下,我们还是有信心的,地热代煤是可以推广的,对于解决中国散煤污染问题是有信心的,下一步进一步加大散煤替代的力度。
第四个方面,快速进入地热业务发展。在国内,新星公司下一步地热发电主要围绕着西藏、川西等地区进行逐步试点。国外围绕着一带一路重点地区进行发展。在一带一路上重点想着下一步和冰岛等有关方面进行合作,在印尼、土耳其等多个方向进行探索,积极发展地热产业发热的国际化路线。
第五个方面,中国石化下一步将在中国地址调查局的引导之下,有关方面进行合作,加大对干热岩下一步产业化的实践力度。前期我们研究形成了一些成果,逐步进行转化,提高干热岩应用和开发的水平。
下一步,借这个机会,结合我们这些年在地热开发当中一些经验,形成几点建议。
第一个方面,要进一步加大投入,尽快摸清全国的地热资源家底。因为这些年,全国地热等部门在全国进行了摸底,但是和全国地热开发状况来说,地热资源摸底情况和满足不了地热开发、规模开发应用的情况。因此要进一步加大财政投入力度,鼓励各类社会资本积极参与,开展全国地热资源能源调查,以华北、松辽、江汉、鄂尔多斯、苏北等盆地为重点,尽快查明水热型地热田资源的质量和数量,为合理开发利用提供依据,调动企业投入地热勘察的积极性,采用谁投资,谁受益的原则,支持参与勘探评价企业优先获得特许经营资格。加快深部地热能资源探测和开发技术攻关,为干热岩开发做好准备。
第二个方面是加大地热能产业政策扶持。目前存在的问题,地热能相关的财税法律规定可操作性差,对地热能开发利用的优惠力度不足,价格机制有待完善。因此我们建议,第一,将地热供暖纳入供暖行业支持范围,落实地暖供暖企业以及相关设备和材料制造企业的相关增值税,企业所得税、房产税、个人所得税、城镇土地使用税以及资源税优惠政策。第二重点优化地热产业资源税优惠,鉴于同层回灌已成为水热型地热开发利用的基本要求,实现了取热不耗水,建议地热项目免征水资源税的同时,资源税的收取以扣除回灌量的用量计征。第三,因地制宜健全供暖价格机制。
第三方面,理顺管理体制机制,统一立法,综合利用。目前存在的问题,地热作为一种能源矿产,与煤炭、石油、天然气等能源矿产不同的是,在地热能的开发利用中,水是重要载体,因此还受水法的调整。地热管理涉及自然资源、水利、能源等多个部委,目前管理分工尚不明确,管理体制有待理顺,造成有关规定政出多门,制约了地热产业的发展。因此建议,借助国家实施机构改革机遇,彻底理顺管理体制。明确管理主体,抓紧出台《中国地热资源看产开发管理办法》。编制地热专项规划,将其纳入城市管理中,另一方面,加强对地热开发项目事前、事中、事后监督管理。
第四方面,加大科技攻关力度,我们建议在干热岩钻完井以及压裂、砂岩回灌、井下回热等多个方面进行攻关和装备的研发,突破制约产业发展的瓶颈。
我的汇报就到这儿,谢谢大家!
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