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河南省地热资源开发现状分析及未来五年发展规划建议
中原策
2025-05-22 15:41:40

顶端新闻特约专家 贺建委

河南省作为我国中部地区的重要省份,拥有丰富的地热资源储备。在“双碳”目标背景下,地热能作为清洁可再生能源,其开发利用对河南省能源结构调整和绿色低碳转型具有重要意义。《河南能源发展报告(2025)》显示,截至2024年,全省中深层地热清洁供暖已覆盖超过10个省辖市,供暖面积累计超过1.1亿平方米,但资源开发利用仍存在勘查程度不足、技术瓶颈制约、管理体制不顺等问题。

本文旨在系统梳理河南省地热资源赋存特征与利用现状,分析当前面临的主要挑战,并提出未来5年发展重点建议,为河南省地热产业高质量发展提供参考。

一、河南省地热资源赋存概况

河南省地处我国地质第二阶梯向第三阶梯的过渡地带,地质构造复杂多样,形成了丰富的地热资源储备。从全国范围来看,河南省地热能资源储量处于中上等水平,具备大规模开发利用的先天条件。根据地热资源的成因类型和赋存特征,河南省地热资源可分为浅层地热能、中深层水热型地热和干热岩三大类,各类资源在分布范围、温度区间和开发难度上存在显著差异。

浅层地热能(深度小于200米) 在全省范围内分布广泛,适宜开发面积达10.9万平方公里,占全省总面积的65.32%。据勘查数据,河南省浅层地热能可开采资源量折合标煤67.42亿吨/年,温度多在16-25℃之间,主要通过地源热泵技术用于建筑供暖制冷。这类资源开发周期短、技术成熟度高,是当前河南省地热能利用的主要形式之一。

中深层水热型地热(深度200-3000米) 是河南省最具开发潜力的地热资源类型,主要赋存于沉积盆地型热储中。从地域分布看,豫北平原区的安阳、濮阳、鹤壁等地位于渤海湾盆地南翼,跨越汤阴断陷、内黄凸起、东濮凹陷三个主要地热异常区,是河南省地热资源的优质富集区。豫东区域的开封、周口、兰考等地以砂岩热储为主,开发条件良好;豫中地区的郑州及周边处于太康隆起、中牟凹陷地热带,资源分带性明显。这类地热井深度多在1000-2000米之间(占总数70%以上),井口温度普遍在40-60℃之间,属典型的中低温地热资源。其中,鹤壁市拥有全省最深的地热井,深度达3270米;郑州市最深的地热井位于淮河路附近,深度为2760米。

干热岩资源(深度大于3000米) 是未来地热开发的重要方向,河南省干热岩可采资源潜力约相当于14亿吨标准煤。这类资源温度高(普遍超过150℃)、储量大,但开发技术要求高,目前尚处于勘探研究阶段,未进入商业开发。

从热储构造来看,河南省地热资源主要分布在郑州、开封、新乡、周口等平原地带。豫西隆起山区也有温泉出露,温度在38-65℃之间,如三门峡地区的地坑院就利用了岩土的热储效应,形成了冬暖夏凉的传统建筑特色。值得注意的是,经过几十年开采,郑州、开封、商丘等地的地热资源已处于超采或较高开采状态,特别是郑州市建成区及航空港区的深层地热水已被列为严重超采区,这为未来资源开发敲响了警钟。

二、河南省地热资源开发利用现状

河南省地热资源开发利用始于20世纪70年代,经历了从无序开采到科学规划的发展历程。当前,河南省地热能在供暖制冷、农业工业应用、温泉旅游等领域已形成一定规模,但也面临着资源衰减、技术瓶颈和管理不足等挑战。

(一)开发利用的主要形式

供暖制冷领域是河南省地热能利用的主要方向。郑州市作为先行示范区,地热供暖技术不断升级,如郑东新区意中大厦的清洁供暖热力云控中心,通过智能化系统精准调控供暖参数,使住户室温稳定在23℃左右,节能效率提升15%。根据规划,到2025年底河南省将新增地热能供暖(制冷)能力5000万平方米以上,建成郑州、开封、濮阳、周口4个千万平方米地热供暖规模化利用示范区。值得注意的是,郑州市对地热供暖项目按平方米给予一定的城市基础设施配套费补助,显著推动了项目建设。

农业与工业应用方面,地热能主要用于温室种植、水产养殖及工业烘干等。新乡“中原农谷”清洁能源集中供暖项目一期工程——6号能源站已投入运行,成为该区域首个地热替代天然气供暖项目,预计每年可替代约700万立方米天然气消耗,节省约4/5的运营费用。工业领域,地热能冷热联供技术在工业园区逐步推广,如郑州中牟文创园规划的23座能源港全部建成后,可满足2405万平方米建筑供热需求,每个供暖季预计减少天然气消耗2.6亿立方米,节省运营费用约10亿元,减少二氧化碳排放60.5万吨。

温泉旅游开发是河南省地热利用的传统形式。洛阳、平顶山等地依托优质温泉资源,发展了集疗养、休闲、文旅为一体的综合项目。云台山世界地质公园内的温泉资源也逐步被开发利用。然而,随着环保要求提高,纯商业性质的温泉开发受到限制,更多转向医养结合、文旅融合的高质量发展模式。

(二)技术应用与创新突破

近年来,河南省地热开发利用技术取得显著进步,“取热不取水”技术成为创新焦点。中国科学院汪集暘院士团队研发的岩土储能循环利用技术和中深层地热井下换热技术,完全摆脱了对地下水资源的依赖。岩土储能技术灵感源自三门峡地坑院的冬暖夏凉特性,将岩土作为“储能宝”循环利用热量,其单井换热能力达浅层地埋管的3倍以上,可节约60%以上的施工场地。中深层井下换热技术则以封闭方式提取岩层热量,特别适用于民用建筑集中供暖,已在沈阳华晨宝马工厂、北京新机场服务区等多个项目中成功应用。

监测技术方面,河南省已建立专业的地下水监测队伍,在郑州等多地布设了地热监测井。如东风南路的一眼1500米深监测井,配备“压力式地下水监测信息采集传输一体化设备”,可实时监测水位、水温、水质变化,一旦附近有非法抽水行为,系统会立即发出预警。省发改委还自主研发了地热能供暖监测系统,通过数据分析为政府决策提供支持。

(三)存在的主要问题

河南省地热资源开发利用尽管取得一定成效,但仍面临诸多挑战:

资源衰减与超采问题日益严重。郑州市第一眼地热井开凿于20世纪70年代初,90年代末进入开发高峰,最多时拥有200多眼地热井。由于长期过量开采,部分地热井水位显著下降,如东明路附近一眼地热井从最初的“自流井”变为水位下降100米;柳林村一口曾自动喷出数米高的地热井,水位也持续下降。目前,郑州市区地热井已从高峰期的200多眼减少到不足100眼,且大部分处于封停状态。

回灌率不足。这是导致资源衰减的主因。科学开采要求“采灌平衡”,但回灌成本较高,许多单位未严格执行规范。河南省地质环境监测院专家指出,“严格来说,人们用的是地热水的热量,不是地热的水”,但实际操作中大量地热水被直接消耗。过量开采不仅造成资源衰减,还可能引发地面沉降,郑州市区内一眼地热井的井台30年间已明显抬高。

管理体制不顺制约行业发展。河南省地热资源曾陷入“多头交叉管理”状态,虽然2006年起要求地热开发需同时办理取水许可证和采矿许可证,但因各种原因,多数项目仅办理了取水许可。2017年《河南省公共供水管网覆盖范围内封井方案》实施后,郑州市封闭了267眼地下水井,但长效管理机制仍不完善,专项规划缺失问题突出,业内专家多次呼吁尽快出台地热水开发利用专项规划和规范。

经济性与技术瓶颈。这也限制着地热发展.初期投资高、回报周期长使地热项目在市场竞争力上弱于传统能源;深部地热开发、高效取热等技术尚未完全突破;干热岩开发仍处于研究阶段。这些因素共同制约着河南省地热资源的大规模高效利用。

三、未来五年应重点关注的问题

面向“十四五”收官和“十五五”开局的关键时期,河南省地热资源开发需要统筹资源保护与高效利用,聚焦以下六个关键领域,推动地热产业高质量发展。

(一)资源勘查精度提升与数据体系建设

基础数据不足是制约河南省地热科学开发的首要瓶颈。未来五年应重点加强系统性勘查评价,采用先进物探技术,对全省地热资源进行“摸家底”式普查,特别关注郑州、开封等超采区的资源动态变化。需建立三维地质模型,精确评估不同深度地热资源的分布规律与开发潜力,为规划提供科学依据。对于潜力巨大的干热岩资源,应加大勘探投入,在豫西隆起区等重点区域开展前期研究,为未来商业开发奠定基础。

监测网络完善至关重要。应扩大现有监测井覆盖面,优化“河南省地热能供暖监测平台”功能,实现资源量、开采量、回灌量、水温水质等参数的实时动态监测。计划2025年底前完成大气污染通道城市监测全覆盖,建立资源预警机制,防止过度开发。监测数据应向社会适度开放,促进科研机构参与资源评价与技术研发。

(二)“取热不取水”新技术推广与创新

技术革新是破解资源约束的关键。未来五年应重点推广中国科学院汪集暘团队研发的岩土储能循环利用技术和中深层井下换热技术,这两种技术实现了“取热不取水”,可大幅减少对地下水资源的依赖。建议在郑州、新乡等基础较好的地区建设示范工程,如扩大中原农谷6号能源站模式,通过实际运行数据验证技术经济性。

技术创新体系建设需多方协同。支持企业与科研院所共建地热研发中心,攻关深部地热开发、增强型地热系统(EGS)、地热发电等前沿技术,促进科技成果转化。针对河南气候特点,开发适合夏热冬冷地区的地热梯级利用技术,提高能源综合效率。借鉴三门峡地坑院原理的岩土储能技术,可在传统建筑节能改造中推广应用。

(三)规模化利用示范区建设与运营优化

集中连片开发是提高利用效率的有效路径。按照规划,2025年底前重点建设郑州、开封、濮阳、周口4个千万平方米级示范区。示范区应科学选址,优先在地热富集区与能源需求区重叠地带布局,形成“两线三片”的发展格局——陇海线和京广线两条地热供暖示范带,郑州都市圈和豫北、豫东三个综合利用示范区。

运营模式创新能提升项目可持续性。推广“能源站+管网”的集中供暖模式,如郑州中牟文创园的23座能源港体系。探索“地热+”多能互补系统,与太阳能、生物质能等可再生能源协同,提高供能稳定性。在农村地区试点分散式地热供暖,解决清洁取暖“最后一公里”问题。郑州经开区瑞锦社区的“智慧供暖”经验值得推广,其通过云控系统实现精准调控,节能率达15%。

(四)政策保障与监管机制完善

顶层设计亟待加强。应尽快出台《河南省地热水开发利用专项规划》,明确资源开发红线、优先序和保障措施。修订完善《河南省促进地热能供暖的指导意见》,细化矿业权管理、生态补偿等规定。建议省人大研究制定《河南省地热资源管理条例》,为行业发展提供法律保障。

监管能力建设是关键环节。健全“采矿权+取水权”双许可制度,杜绝无证开采。严格执行回灌标准,对违规行为加大处罚力度。完善地热井全生命周期管理,从钻井审批到封井回收全程监控。建立黑名单制度,将严重违规企业排除在市场之外。借鉴郑州的地热监测井经验,扩大在线监测覆盖面。

经济激励政策能有效调动市场积极性。加大财政补贴力度,对采用先进技术的项目提高配套费补助标准。提供绿色信贷支持,降低地热项目融资成本。实施差别化电价政策,对地热供暖企业给予用电优惠。探索碳排放交易在地热项目的应用,将其减排量纳入碳市场获取收益。

(五)能源替代路径优化与碳减排贡献

清洁替代是地热发展的核心价值。重点推进燃煤锅炉和燃气锅炉替代,在未纳入集中供暖的地区优先布局地热项目。尉氏县通过地热开发为2.5万户居民供暖,每年可节约2.5万吨标煤、减少6.68万吨二氧化碳排放。未来五年应扩大这种替代效应,争取地热在全省清洁供暖中的占比提升至30%以上。

协同减排策略可放大环境效益。将地热开发与大气污染防治紧密结合,在“2+26”通道城市重点部署。结合建筑节能改造推广地热应用,降低单位面积能耗。兰考县通过地热供暖使清洁取暖普及率达99%,累计节能18.2万吨标煤,这种模式可在类似地区复制。建立地热碳减排核算体系,量化其对河南“碳达峰”的贡献度。

多领域应用拓展市场空间。除供暖外,加大地热在现代农业(温室种植、水产养殖)、工业烘干、医疗康养等领域的应用。推动温泉旅游提质升级,发展“温泉+”复合业态。探索地热能在数据中心冷却等新兴领域的应用,培育新的增长点。

(六)“十五五”规划衔接与产业高质量发展

前瞻布局对可持续发展至关重要。在地热领域“十五五”规划编制中,应设立深部地热开发专项,为2030年后产业升级储备技术。将干热岩勘探列入省级科技重大专项,争取在豫西等有利区域实现突破。规划地热发电试点项目,探索中低温发电技术路线。

产业生态培育决定长远竞争力。打造地热产业集群,涵盖设备制造、工程设计、运维服务等全链条。支持万江新能等本土企业做大做强,引进中石化等央企参与开发。加强国际合作,推进中芬“周口地热清洁取暖”示范项目,学习借鉴冰岛、意大利等地热利用经验。举办地热高峰论坛,提升河南在行业中的影响力。

人才培养是产业根基。鼓励省内高校开设地热相关专业,与科研院所联合培养复合型人才。建立职业技能认证体系,提高从业人员专业水平。组建省级地热专家库,为政策制定和技术评审提供智力支持。

河南省地热资源开发正处于从规模扩张向质量提升转型的关键期。通过未来五年的重点突破,力争使地热能成为河南能源结构调整和“双碳”目标实现的重要支撑。这需要政府、企业、科研机构和公众的共同努力,走出一条资源节约、环境友好、经济高效的地热发展道路。

来源: 顶端新闻
编辑: 杨雪情
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