霧霾重災(zāi)區(qū)華北平原，誕生了中國第一座“無煙城”——雄縣。

在周邊地區(qū)掰著手指數(shù)著頭頂藍(lán)天的日子，囤著最新款的空氣凈化器，朋友圈里熱議著哪種口罩過濾PM2.5更徹底時，雄縣首先對外宣告，成功實現(xiàn)了整個縣城的“無煙”。

根據(jù)《河北省大氣污染防治強化措施實施方案(2016-2017年)》，到2017年10月底前，連同另外17個縣(市、區(qū))一起，雄縣將不再消費燃煤。

雄縣能源結(jié)構(gòu)的清潔高效和在環(huán)保問題上的突破，首先要歸功于地?zé)豳Y源的開發(fā)利用和規(guī)劃普及。雄縣的經(jīng)驗未來還將向雄安新區(qū)等更廣的范圍內(nèi)推廣。無所不能從雄縣的地?zé)衢_發(fā)經(jīng)驗聊起，梳理地?zé)岬慕?jīng)濟(jì)性和推廣的前景。

得天獨厚的地?zé)豳Y源條件

1972年冬天，華北石油物探在北營村進(jìn)行石油勘探時，偶然間打通了當(dāng)?shù)氐谝豢跍厝試娋源耍劭h開啟了地?zé)嶂谩＝刂两衲?月1日，雄縣已經(jīng)鉆井69口，建設(shè)換熱站36座，供暖能力達(dá)450萬平方米，占全縣域集中供暖面積的95%以上。如今，雄縣已經(jīng)超越地?zé)岽髧鶏u的首都雷克雅未克，成為世界上人口最多全面實現(xiàn)地?zé)峁┡某鞘小?/p>

據(jù)EarthPolicy Institute，全球距地表5公里以內(nèi)蘊藏的地?zé)豳Y源可以產(chǎn)生的能量幾乎達(dá)到了已探明油氣儲量的50000倍。中國位于“太平洋火圈”沿線，地?zé)豳Y源豐富，有數(shù)據(jù)顯示，中國地?zé)豳Y源約占全球資源量的1/6。

作為全國第七個獲批的溫泉之鄉(xiāng)，雄縣的地?zé)豳Y源優(yōu)勢得天獨厚，屬于華北地區(qū)地?zé)豳Y源條件最優(yōu)越的牛駝鎮(zhèn)地?zé)崽铩Ｐ劭h的基巖熱儲面積約為320平方公里，占了整個地?zé)崽锩娣e的一半，縣域面積的61%。具有分布廣、儲量大、埋藏淺、水溫高、水質(zhì)優(yōu)的特點，便于開發(fā)利用。

圖：河北地?zé)豳Y源分布情況

圖片來源：河北青年報，制圖：趙濤

雄縣成功開創(chuàng)了地?zé)豳Y源開發(fā)“政企合作”的“雄縣模式”。

2009年8月，保定市雄縣人民政府與中國石化集團(tuán)新星石油公司(以下簡稱：“新星石油”)簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，合作開發(fā)地?zé)豳Y源。作為新星石油子公司，中石化綠源地?zé)崮荛_發(fā)有限公司(以下簡稱：“綠源公司”)負(fù)責(zé)了雄縣的地?zé)衢_發(fā)工作。綠源公司由新星石油和極地綠色能源集團(tuán)(ArcticGreen)在2006年共同出資成立，股比51:49，主要從事地?zé)岙a(chǎn)業(yè)化開發(fā)、節(jié)能技術(shù)服務(wù)以及溫室氣體減排業(yè)務(wù)。

在雄縣的地?zé)衢_發(fā)中，冰島的經(jīng)驗功不可沒。包括綠源公司技術(shù)總監(jiān)孫彩霞在內(nèi)的業(yè)界技術(shù)骨干，都曾在冰島學(xué)習(xí)過。

與冰島經(jīng)驗的完美結(jié)合

冰島是高緯度的北歐國家，位于北美和亞歐板塊的邊界地帶，兩個板塊以每年2cm的速度移動，交界線從西南向東北貫穿全島。特殊的地質(zhì)構(gòu)造和活躍的地殼活動為冰島帶來了豐富的地?zé)豳Y源。

圖片來源：《Renewable Energy Systems on aGeothermal Platform》

作者：Gueni A. Jóhannesson

1940年以前，對燃煤供熱的過度依賴導(dǎo)致冰島的霧霾問題十分嚴(yán)峻。在短暫地轉(zhuǎn)向進(jìn)口石油供熱后，冰島著手大規(guī)模地推進(jìn)地?zé)峁犴椖俊＝刂?015年，據(jù)冰島能源局?jǐn)?shù)據(jù)，該國的地?zé)峁岜戎匾呀?jīng)達(dá)到96%，全面覆蓋了居民、商業(yè)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)和漁業(yè)，環(huán)境問題得到改善的同時，供熱價格也顯著下降。

人均年用電量全球最高，約合5萬千瓦時，是中國的15倍左右。目前冰島的電源結(jié)構(gòu)中，地?zé)峤咏?0%，73.3%來自水電，而風(fēng)電僅為0.1%，化石燃料幾乎為0。

因為水電發(fā)電量不穩(wěn)定，未來資源可能呈現(xiàn)下降趨勢，地?zé)嶙鳛榉€(wěn)定的電源，得到了政府大規(guī)模開發(fā)的支持。未來比重將進(jìn)一步上升。冰島能源局局長Gundi A Jóhannesso預(yù)測，從目前到2060年，冰島新增地?zé)岚l(fā)電量將達(dá)到3000億千瓦時/年。到2060年，冰島可再生能源累計貢獻(xiàn)二氧化碳減排量將高達(dá)15億噸。

地?zé)嵴攘吮鶏u的環(huán)境，也振興了冰島的經(jīng)濟(jì)。

2008年歐洲經(jīng)濟(jì)危機前，冰島一度面臨破產(chǎn)窘境，人均虧空高達(dá)45萬美金。2008年以后，隨著地?zé)岚l(fā)電的迅速增長，冰島電價水平迅速下降，吸引了全球的電解鋁產(chǎn)業(yè)，推動了經(jīng)濟(jì)發(fā)展。金融危機過后，據(jù)世界銀行公布數(shù)據(jù)，冰島的GDP由2009年的128.9億美元迅速攀升至2015年的167.8億美元。目前，冰島國內(nèi)76.4%的電力生產(chǎn)用于工業(yè)，約合144億千瓦時。

數(shù)據(jù)來源：世界銀行

圖：冰島國民生產(chǎn)總值GDP(1960-2015)

冰島的地?zé)衢_發(fā)極具經(jīng)濟(jì)性。冰島能源局局長Gundi將冰島和同為高緯度北歐城市的丹麥?zhǔn)锥几绫竟墓醿r格“漢堡包指數(shù)”相對比，在冰島對100平方米面積的住房供熱每月該指數(shù)僅為8，而哥本哈根則高達(dá)50。

目前，盡管淺層地?zé)豳Y源豐富，冰島又重新回到了新技術(shù)的探索上，致力于開發(fā)“超臨界”地?zé)豳Y源，提高單井出率至現(xiàn)有常規(guī)單井水平的5-10倍，屆時，平均單井出率可達(dá)50MW。由于流體達(dá)到“超臨界”態(tài)需要足夠的壓力和溫度，和巖漿距離近，流體成分復(fù)雜，呈強酸性腐蝕性強，從研究到商業(yè)發(fā)電將會面臨一個新的10到20年的學(xué)習(xí)階段。今年2月，冰島在深鉆方面取得了突破性進(jìn)展，成功鉆井深度超過4.6km。

中科院專家龐中和表示：“中國和冰島的地?zé)釛l件不同，需要結(jié)合實際國情，因地制宜。冰島的發(fā)展理念超前，值得借鑒。”

雄縣地?zé)衢_發(fā)具推廣經(jīng)濟(jì)性

入駐雄縣以來，綠源公司采取了一系列先進(jìn)技術(shù)，包括梯級利用、熱交換、智能監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集技術(shù)等，提高了地?zé)崮艿睦眯剩苊饬速Y源浪費。

在地?zé)豳Y源的可持續(xù)利用和環(huán)境效應(yīng)方面，雄縣本著“取熱不取水”的開發(fā)理念，通過熱交換技術(shù)將換完熱的地?zé)嵛菜诿荛]狀態(tài)下通過回灌管線回注到1500米的地下，實現(xiàn)了100%完全同層回灌和產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展。如今，雄縣城區(qū)范圍內(nèi)的地?zé)崴幌陆第厔菀验_始明顯趨緩，由原來的每年下降6-7米減緩到目前2-3米。

對比“師父”冰島，因地制宜的雄縣地?zé)衢_發(fā)更具經(jīng)濟(jì)性。

據(jù)綠源公司技術(shù)總監(jiān)孫彩霞透露，“雄縣打一口地?zé)峋@井深度1000-2000米，成本需要200多萬人民幣/MW”。而冰島的鉆井成本則高達(dá)200多萬美金/MW，是中國的7倍左右。

因為資源好、未上熱泵，雄縣投資的成本目前為100元/平方米左右，加之運行成本逐年降低，16元/平方米的熱價核算下來還有微利。據(jù)孫彩霞估算，在中國，無補貼的情況下實現(xiàn)盈虧平衡，若采用ORC雙工質(zhì)技術(shù)，需要地?zé)釡囟冗_(dá)到100攝氏度以上;若采用閃蒸技術(shù)，則需要地?zé)釡囟冗_(dá)到150攝氏度以上。

在全面實現(xiàn)地?zé)峁岷螅劭h的熱價相應(yīng)下降，目前僅為16元/平方米，全國最低。而同屬雄安新區(qū)的容城，由于需要應(yīng)用熱泵，熱價較雄縣略高，為22元/平方米。

地?zé)岬拈_發(fā)從雄縣推進(jìn)到了整個雄安新區(qū)。

在中深層地?zé)豳Y源方面，雄安新區(qū)有牛駝鎮(zhèn)地?zé)崽铩⑷莩堑責(zé)崽铮挥诟哧柕責(zé)崽锉辈俊Ｔ跍\層地?zé)豳Y源方面，雄安新區(qū)位于冀中平原，第四系全面覆蓋，利于開發(fā)，可采用地源熱泵系統(tǒng)實現(xiàn)冬季供暖夏季制冷。整個雄安新區(qū)的可利用淺層地?zé)崮軆α看蠹s相當(dāng)于3400萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，在替代燃煤供熱的同時可減少1600萬噸的污染物排放。

2011年，綠源公司與容城政府簽署地?zé)衢_發(fā)合作協(xié)議。截至2016年底，綠源公司在雄安新區(qū)范圍內(nèi)簽約供暖面積達(dá)683.4萬平方米，鉆井98眼，建成換熱站45座，鋪設(shè)地?zé)峁芫W(wǎng)110公里，實現(xiàn)供暖面積430萬平方米。

在雄安新區(qū)的整體規(guī)劃中，在統(tǒng)一對中深層和淺層地?zé)崮苓M(jìn)行布局的同時，“地?zé)?多種清潔能源”的多能互補結(jié)構(gòu)也融入了未來新區(qū)的整體規(guī)劃。面對巨大的市場機遇和美好前景，綠源公司財務(wù)總監(jiān)趙鑫表示，為了擴(kuò)大業(yè)務(wù)，未來公司會有增資的計劃。