长三角地区地热资源开发利用与管理 | 科技导报

长三角地区地热资源丰富，但开发利用程度相对较低。总结了长三角三省一市地热资源开发利用、相关规划和管理政策现状，分别从政府管理、地热能应用项目运维管理层面分析了存在的问题，提出了相应的对策建议。

中国提出2030年“碳达峰”、2060年“碳中和”，加快可再生能源替代成为能源规划的重要目标任务，作为清洁可再生能源的地热能更加受到重视。长三角区域是中低温地热开发利用的有利地区，近年在政府规划和管理扶持政策指引下，地热资源开发力度不断加大，应用领域逐渐扩大，但规模化、产业化开发利用程度仍较低。分析长三角地区地热资源开发利用和管理的现状、问题和挑战，对该区域地热可持续开发利用和节能降碳具有重要意义。

长三角地区地热资源开发利用现状与前景

1 浅层地热资源

长三角地区地热资源开发利用较早，上海在20世纪60年代最早利用地下水为棉纺厂生产车间供暖制冷，1989年在闵行经济技术开发区办公楼建成了国内第一个地源热泵空调系统，之后地热能陆续在各类建筑中得以应用。到2020年底，上海市浅层地热能建筑应用面积约1750万

2 管理办法与技术标准

2010年前后，长三角地区各省市出台了一系列地热能等可再生能源及应用建筑的管理办法，“十四五”相关规划发布后，各省市跟进出台或修订了相关管理办法（表 2）。这些管理政策为规范地热资源开发利用行为奠定了制度基础，促进了节能减排战略的实施。

此外，合肥、杭州、嘉兴、南通等地热开发利用较好的城市也出台了地方性地热资源管理条例或办法。这些省市管理政策的内容主要体现在：（1）鼓励或者要求利用包括地热能在内的可再生能源；（2）明确职责分工，自然资源或者国土资源行政部门负责地热资源的勘查、开发利用以及管理；开采地热水的应向水行政主管部门提出取水许可申请，取得取水许可证；（3）开展或完善地热能开发利用监测网建设或信息化管理；（4）地热能开发利用项目备案或登记管理；（5）开展合同能源管理、绿色运行专业托管等管理模式等。

表2 相关管理办法和规定

在地热能开发利用中，各省市也编写了相关技术规范（表3）为工程项目的实施提供了标准依据。

表3 长三角地区地热能开发利用技术规范

3 补贴扶持政策

长三角各省市发改委、财政和住建等部门发布了各项节能补贴扶持办法（表4），对符合条件的可再生能源项目给予不同额度的补贴，助力了地热产业的发展。

以上海为例，2009年以来扶持示范项目51个，其中，公共建筑41个，其余为居住建筑。系统类型由早期多为单一地源热泵系统发展为太阳能与地热能等复合系统，这些示范在行业内起到了引领作用。此外，为缓解地热产业融资难的问题，近几年各省市银行与银监会出台文件，加强在节能减排领域的支持。如《中国银保监会浙江监管局关于做好能源保供和能耗“双控”金融工作的通知》要求银行、保险公司、理财公司等对清洁能源领域中长期项目给予低成本的资金支持。《人民银行南京分行等部门关于大力发展绿色金融指导意见的通知》引导金融机构加大对地热能等清洁能源的金融支持。“十四五”期间，中国农业银行拟向能源领域提供融资支持额度3万亿元人民币，中国工商银行拟提供意向性融资支持额度3万亿元人民币。

4 规划管理政策存在的问题

长三角地区能源规划和扶持政策的出台促进了区域内地热产业的发展，但也存在一些亟待解决的问题。

1）政策制定与实施不协调。三省一市发布的规划和管理政策都鼓励地热能等可再生能源的应用，具有宏观的指导意义，上海、江苏和安徽提出了“十四五”期间浅层地热能应用建筑面积要求，浙江给出了可再生能源应用建筑总量目标，这些量化指标与地热能利用需求和资源可利用量相比，占比很低，推广作用未得到有效发挥。此外，与太阳能、风能等相比，这些政策对地热能的开发利用引导支持力度不足。

2）补贴模式和力度有待改善。就目前而言，长三角地区地热能补贴主要针对示范项目，覆盖面小，门槛高，而且补贴金额低，与北京等地相比，支持力度有限，难以真正起到鼓励支持作用。

3）地热资源征税存在质疑。上海、浙江、江苏和安徽的资源税法针对地热资源原矿的税率标准分别为4、3、10、2元/

地热资源应用工程项目管理

不仅政策层面对地热资源开发利用影响很大，地热应用项目的运维管理也是影响其广泛应用的重要因素。

1 系统运行能效和存在的问题

上海地矿集团对上海23个代表性地源热泵项目进行现场能效测试显示：系统能效达到3级及以上的项目数量占83%，2级及以上的项目占39%，不达标的项目占17%，检测项目均未达到1级标准，2020年对36个项目的调研测试也表明了相近结果。上海某办公建筑地源热泵系统的监测数据表明，夏季空调制冷能效比（EER）为2.5，冬季供热系统平均制热性能系数（COP）平均为2.6，运行能效不高。泰州某采用地源热泵及储能复合能源系统的能源站的供能测试表明，夏季能源站整体能效平均值为4.0，冬季为3.47，整体能效较传统系统高。分析原因，除了设计和施工可能存在问题外，运维管理对系统能效的影响很大，主要表现在：（1）实际负荷与建筑设计负荷差别较大，导致热泵机组长期在部分负荷下运行，使机组处于小温差大流量的状态，而循环泵一直在满负荷状态下运行，导致水泵功耗过高；（2）系统控制自动化程度低，现场设备开启靠操作人员人为控制，当室内负荷或系统运行发生变化时，很难根据实际需要及时调节，空调系统运行效果无法得到及时反馈；（3）缺乏对地质环境和系统运行参数的监测，导致不能及时掌握地温场和系统运行的动态变化，难以根据监测和评估结果进行系统运行优化；（4）长三角地区建筑，一般冬季供热需求远小于夏季制冷需求，单一地源热泵系统易导致室外换热区地层温度逐年升高，长期运行后产生热不平衡问题，影响系统能效；（5）操作人员未接受专业培训，地源热泵运行管理的知识和服务能力欠缺，不能及时解决实际运行中产生的问题，导致系统运行管理不善，整个地源热泵系统效率下降或损坏。

合理设计地源热泵系统，采用多能协同的复合系统，以及优化地源热泵运行策略可以提高机组能效、改善土壤热不平衡、降低运行费用、减少耗电量。安徽工程实例表明，良好的运营模式和能源智慧管理对实现能耗监测、调整节能控制策略、提高地源热泵系统运行效率具有重要意义。因此，制定科学合理的系统设计和节能运行方案，提高管理和操作人员水平，才能确保地源热泵系统可靠高效运行，实现节能降碳和减少运行费用的目的，而作为一种基于市场的能源管理机制，合同能源管理越来越成为各地积极推进的能源管理模式。

2 合同能源管理

上海市2008年发布《上海市合同能源管理项目专项扶持实施办法》，对符合条件的采用合同能源管理方式实施的节能改造项目予以财政奖励。《上海市公共机构合同能源管理项目管理办法》规定了应优先考虑采用合同能源管理方式以及利用地热能等进行技术改造的公共机构建筑情形。2021年实施的《上海市节能减排（应对气候变化）专项资金管理办法》《上海市绿色建筑管理办法》均鼓励支持采用合同能源管理等创新模式。《浙江省合同能源管理财政奖励资金管理实施细则》《浙江省实施<公共机构节能条例>办法》《江苏省省级节能减排（建筑节能和建筑产业现代化）专项引导资金管理办法》《江苏省机关事务管理局关于推进公共机构合同能源管理的意见》《江苏省绿色建筑发展专项资金管理办法》等都明确了合同能源管理总体要求、支持条件和方式。《安徽省“十四五”节能减排实施方案》提出到2025年，全省公共机构实施超过150个合同能源管理项目。《安徽省公共机构节约能源资源工作“十四五”规划》鼓励引入社会资本参与用能系统节能改造和运行维护，推行合同能源管理等市场化模式，“十四五”期间，实施合同能源管理项目3000个以上。

自“十二五”以来，上海市公共机构开始试点合同能源管理。“十三五”期间，全市公共机构共实施合同能源管理项目近100个，一般都是以照明、空调等项目为主。引入社会资本2.47亿元，节约标准煤7.85万t，节省能源费用2140多万元，减少二氧化碳排放14万t。以上海金茂大厦为例，自2000年开始先后进行了照明系统、中央空调系统智能化改造等合同能源管理项目，到2020年全年能耗费用比2013年下降43.48%。上海市财税综合楼合同能源管理项目开展锅炉、空调、照明、生活热水等主要系统综合性节能改造，每年预计节约能源消耗420t标准煤以上，节省支出约240万元。

江苏省“十三五”期间全省公共机构共实施454个合同能源管理项目，引入社会资金8.5亿元，年节约5.78万t标准煤。南京市秦淮区、徐州市贾汪区、无锡市滨湖区和盐城市大丰区等4个合同能源管理试点地区实施19个合同能源管理项目，引入社会资金2320万元。分析上海、江苏、浙江等12各省市的70个案例发现，不管是哪种合同能源管理模式，空调和照明系统及其能耗监测都是节能改造的重点，而公共机构能耗中超过80%的为建筑能耗。《2020年上海市国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测及分析报告》对2020年全市2017栋公共建筑及“十三五”期间新增联网729栋建筑能耗监测也表明，各种类型建筑照明与插座用电、空调用电两项之和均超过70%。因此，在建筑领域推进地热能供热制冷可大幅减少常规能源的使用，而在地热应用项目中实行合同能源管理是提高能源利用效率、降低运行成本的重要保障之一。

地热资源开发利用与管理建议

针对长三角地区三省一市在地热能开发利用和管理中存在的问题，提出以下建议。

1）加强政府引导，加大扶持力度。从规划上，明确地热资源开发的具体指标要求，推进浅层地热能规模化利用，稳步推进中深层地热资源利用；对地热开发项目给予财政补贴、税收减免、提供融资便利、开放市场准入等多方面支持，吸引社会力量、金融资本参与地热能勘查评价和开发利用；完善地热资源开发利用管理制度，规范地热资源的勘查、开发和管理；完善涵盖地热能项目全生命周期的技术标准体系，促进浅层地热能开发利用标准化、规范化。

2）建立完善地热能项目运行管理体制。开展合同能源管理、绿色运行专业托管等管理模式，提高系统能源利用效率，降低运行成本；建立地热工程监测系统，及时掌握地热资源的动态变化、地热系统运行对地下环境影响，及时优化系统运行策略；建立信息管理平台，及时对地热能应用工程进行项目备案或登记并上传系统运行数据，以服务于政府地热资源管理决策和向社会公众提供准确信息；加强运维管理人员培训，提高地热能工程应用效果和能源利用效率，降低工程运行成本。

3）加强示范工程建设，扩大地热资源应用领域。选择不同的利用领域类型，建立一定规模的示范工程，增强市场说服力，推广应用示范工程技术，起到以点带面、促进地热能规模化应用的作用；积极推广“地热能+”多能互补的应用形式，根据地区资源禀赋，宜地则地，宜水则水，深浅结合，风光互补，扩大地热能在工业、农业、发电等领域的应用，推动地热产业的发展。

4）加大科研投入和人才培养。加强技术攻关，加大中深层地热资源的开发利用研究。开展地热资源梯级利用、地热种植养殖、地热井高效换热、地热资源开发监测与智慧控制等配套技术研发，突破技术瓶颈，加大技术转化，实现产业整体水平提升；加强地热产业人才队伍的培育，借助科研院所、行业联盟等机构的力量，加大对地热专业的人才培养力度。

5）加大宣传推广，提高社会认知度。广泛利用相关专题会议、媒介、各种路演活动等进行推广宣传，开展地热科学技术普及，让社会和公众了解地热开发利用的作用及意义，提高社会认知度。

结论

长三角地区为东部沿海地区，不仅夏季制冷需求高，随着冬季气温屡创新低，冬季供暖也已成为提高人民生活品质的迫切需求。三省一市普遍具有城乡建设规模大，经济发展快速，能源需求高的特点，而该区域地热资源蕴藏量巨大，适合用于化石能源替代。虽然以往在当地政策的引导支持下，地热资源的开发利用得到了有效促进，创造了良好的社会、环境和经济效益，但与地热资源需求量以及资源可利用量相比还相差甚远，因此，进一步加强政府引导和扶持力度，建立完善的用能规划和管理政策，进行科学合理的工程设计与运行策略动态调整，加强不同领域地热资源开发利用示范工程建设，加大科研投入和宣传科普，才能真正实现地热资源的规模化开发利用。长三角地区是全国经济发展的龙头，是实现“双碳”目标的关键地区，科学引导和积极推动地热资源整体化、规模化、系统化高质量开发利用必将为该区域实现“双碳”目标作出积极贡献。

本文作者：杨联萍、黄坚、王庆华、汪集旸

作者简介：杨联萍，上海地质学会，教授级高工，研究方向为土木工程；王庆华（通信作者），上海市地矿工程勘察（集团）有限公司，上海浅层地热能工程技术研究中心，教授，研究方向为地热资源开发利用。

原文发表于《科技导报》2023年第12期，欢迎订阅查看。