SHANGHAIENERGYCONSERVATION上海节能ENERGYCONSERVATIONSTRATEGYANDPOLICYSHANGHAIENERGYCONSERVATION上海节能SHANGHAIENERGYCONSERVATION2022年第01期浅层地热资源利用应当成为上海减碳的优选项张瀚舟上海市发展改革研究院摘要：国家在“碳达峰十大行动”中，能源领域大力发展新能源和建筑领域优化用能结构都提及地热能，但在上海市层面却大多作为相关规划和政策文件中的“点缀”，这与上海的浅层地热资源禀赋和地热能清洁、零碳且技术成熟、稳定可靠的特点不相匹配。上海应从管理上建立机制、守好底线；政策上多措并举、合理引导；方式上因地制宜、综合利用；技术上聚焦研发、超前布局四个方面入手，让浅层地热资源利用成为上海落实“双碳”目标中的优选项。关键词：浅层地热；资源；减碳；清洁能源；碳达峰；碳中和DOI:10.13770/j.cnki.issn2095-705x.2022.01.002UtilizationofShallowLayerGeothermalResourcesShouldBeThePreferredOptionforCarbonReductioninShanghaiZHANGHanzhouShanghaiMunicipalDevelopmentReformResearchInstituteAbstract:Inthenational"TopTenActionsofCarbonPeak"geothermalenergyismentionedintheen-ergyfieldforvigorouslydevelopingnewenergyandintheconstructionfieldforoptimizingtheenergyconsumptionstructure.ButatthelevelofShanghaiitismostlyusedas‘embellishment’inrelevantplanningandpolicydocuments,whichdoesnotmatchShanghai'sshallowlayergeothermalresourceendowmentandcharacteristicsofclean,zerocarbon,mature,stableandreliablegeothermalenergy.Shanghaishouldestablishamanagementmechanismandkeepthebottomline.Intermsofpolicy,weshouldtakemultiplemeasuresatthesametimeandgivereasonableguidance.Intermsofmodetoad-收稿日期：2021-12-26作者简介：张瀚舟（1981-02-），男，硕士，高级经济师，长期从事能源发展规划、绿色低碳研究005SHANGHAIENERGYCONSERVATION上海节能No.012022SHANGHAIENERGYCONSERVATION上海节能No.082018ENERGYCONSERVATIONSTRATEGYANDPOLICY节能战略与政策0前言自2020年9月，习近平主席在第七十五届联合国大会一般性辩论上首次提出“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”至今已一年有余。在过去的一年中，“双碳”作为一项新的国家战略得到了前所未有的关注，随着中共中央、国务院《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》和国务院《关于印发2030年前碳达峰行动方案的通知》两份顶层设计文件的落地，各地响应和落实“双碳”目标的政策也陆续出台。研究发现，作为国家“碳达峰十大行动”中能源领域大力发展新能源和建筑领域优化用能结构都提及的地热能，在上海市层面却大多作为相关规划和政策文件中的“点缀”，这与上海的浅层地热资源禀赋和地热能清洁、零碳且技术成熟、稳定可靠的特点不相匹配。建议上海在推进能源、建筑等领域降碳的过程中重视浅层地热能的作用，多措并举引导地热能的更深层次、更大范围开发利用。1地热能历史悠久，未来具备发展空间1.1对古老能源的再认识地热能蕴藏在地球内部，作为五大非碳基能源之一，不但储量大、分布广，还具有清洁环保和可再生等特点。地热利用历史悠久，在还没有国家形态的时候，人类已将地热能用于温泉沐浴、医疗、取暖、农作物温室及烘干谷物等方面。但直到20世纪中叶，随着技术提升和应用领域不断拓展，地热才逐渐在新能源领域占据一席之地。从我国地热资源地区分布情况来看，上海地区的资源类型以浅层地热为主，该类型相比水热型地热和干热岩地热，虽然资源储量较小，但在开发难度和建设运行的经济性方面优势明显，具备极大的开发潜力。1.2浅层地热能发展的“快”与“慢”我国对浅层地热能的利用起步于上世纪末，近10年来在节能减排和应对气候变化等多重利好作用下进入了发展的快车道，年均增速达到28%，建筑应用面积约9亿m2，高居世界第一。但上海市层面，与同属新能源和可再生能源的风电、光伏相比，受到技术路径争议和公众认知程度不足等影响，地热能受重视程度明显偏低，在上海市能源结构中的占比也几乎可以忽略不计。2021年6月上海市规划自然资源部门出台的《上海市浅层地热能开发利用管理规定》虽在规划引导方面迈出了坚实的一步，但作为单一部门的规范性文件且在没有约束性指标的情况下，实施效果如何还有待实践检验。1.3“双碳”背景下发展优势明显上海作为一座能源输入型城市，“安全、环保、经济”构成的不稳定三角形始终处于走钢丝的平衡态，在追求自主可控，实施低碳替代，优化营商环境的过程中往往只能权宜应对。随着国家“双碳”战略的落地实施，平衡态面临再平衡的挑战。而冬季供暖作为一项上海人民日益增长的美好生justmeasuresaccordingtolocalconditionsandtomakecomprehensiveutilization.Intermsoftechnol-ogytofocusonresearchanddevelopmentandadvancelayoutsothattheutilizationofshallowlayergeothermalresourceshasbecomethepreferredoptioninShanghai'simplementationofthe“DoubleCarbon”goal.Keywords:ShallowLayerGeothermal;Resource;CarbonReduction;CleanEnergy;CarbonPeak;CarbonNeutrality006SHANGHAIENERGYCONSERVATION上海节能ENERGYCONSERVATIONSTRATEGYANDPOLICYSHANGHAIENERGYCONSERVATION上海节能SHANGHAIENERGYCONSERVATION2022年第01期活需要，在天然气采暖可能“出局”的情况下也需寻找替代解决方案。在此背景下，地热能有望成为一个优选项。1.3.1减排效果明显从全生命周期的理论排放量看，地热的排放均值为15gCO2E/kWh，小于风电的15.35gCO2E/kWh、光伏的46gCO2E/kWh和生物质的25gCO2E/kWh。从上海市减排实际效果看，上海市1750万m2的浅层地热年实际能源消耗量为89.73万tce，建筑节能率为35.13%，相当于每年减排量达43.56万tCO2。1.3.2能源利用效率高地热供暖制冷上，上海市地热系统的能效等级大部分在2级以上，其中61%的系统高于国内空调的平均水平（3级）。1.3.3运行稳定性好上海地下岩土体温度适宜，平均值为19~20.5℃，处于地源热泵技术制冷和供暖的最佳范围。上海夏热冬冷的季节特征确保了地下冷热交换的四季平衡，较好规避了地热资源被单向过度开采后出现不可再生的情况。由于地热供冷（暖）不受天气、昼夜变化的影响，相比风电和光伏的波动性，地热对上海市的电网系统极为友好。1.3.4储量大、分布广据上海地勘院地热资源调查数据，上海市浅层地热能适宜区和较适宜区面积约为6765km2，占上海市陆域面积的99%，上海年可采地热量折合约5810万tce，若将其纳入能源统计口径，则超过了2020年上海市能源消费总量的50%。同时，上海市地热热承载力在140~240W/m2（地下23m），高于光伏屋顶的100W/m2左右的资源容量。1.3.5发展基础好目前,上海以浅层地热资源为主的利用规模已从2015年的1000万m2增长到了1750万m2，主要用于建筑供暖。同时，上海市地层岩性为松散沉积物，导热性好、150m深度范围内岩土体导热性达1.76~2.10W/（m·℃），并且有利于换热器施工。2经济和生态效益显著，但掣肘同样明显2.1地热能具有良好的经济和生态效益地热能除了应用阶段在节能降碳方面的贡献外，其自身作为一个产业也具有良好的经济和生态效益。一方面，据中经网的分析测算，我国地热产业将拉动直接投资4000亿元，可提供近80万个就业岗位，并带动地热全产业链总投资突破1万亿元。到2035年，将累计带动地热全产业链总投资达5万亿元。另一方面，地热能的利用在减碳的同时也大幅减少了其它污染物的排放，以西安沣西新城为例，已建成供热面积600多万m2，仅2018年一个采暖季在减碳13.4万t的同时减少约2800tCO2、减少约800tNOX，节省的煤炭相当于一台50MW煤电机组一年的消耗量。2.2三方面因素制约上海市地热能发展2.2.1主管部门不明确，缺少牵头部门目前，除地热能发电外，包括地源热泵供暖和制冷在内的其它形式地热直接利用均未列入能源统计。从上海市近两年针对浅层地热能出台的比较有代表性的文件《上海市浅层地热能开发利用管理规定》《上海市建筑节能和绿色建筑示范项目专项扶持办法》也可以看出多头管理的端倪。主管部门缺位和多部门间职能交叉，容易导致条线工作难以协同。2.2.2浅层地热进入门槛低，行业发展有待进一步规范在我国现行法律体系中虽然有3部法律涉及地热资源管理规范，但在行业引导方面却缺乏具体措施。由于资源管理办法不完善，施工主体鱼龙混杂，个别工程产生的质量问题会对浅层地热利用舆浅层地热资源利用应当成为上海减碳的优选项007SHANGHAIENERGYCONSERVATION上海节能No.012022SHANGHAIENERGYCONSERVATION上海节能No.082018ENERGYCONSERVATIONSTRATEGYANDPOLICY节能战略与政策情形成负面影响，不利于整个产业的发展。同时，上海市尚未出台地热资源管理办法，地热勘探、开采、施工也缺乏有效监管。2.2.3扶持力度不足，政策环节还需再发力我国浅层地热能的建筑应用面积虽然多年位居世界第一，但从产业规模化、技术专业化、产品市场化的角度来看，浅层地热能开发利用仍处于成长阶段，还需政策大力扶持。此前，上海仅在能源规划中点缀了新增地热能利用面积，在管理规定中推荐优先利用浅层地热，在扶持办法中给予55元/m2的受益面积补贴，这与同属可再生能源的风电、光伏在成长阶段得到的扶持政策不可同日而语。3多管齐下，抓住发展机遇期在没有政策呵护、规划护航、重大技术突破的情况下，全国地热利用面积在“十三五”期间仍然自发增长了73%，这在一定程度上证明了地热是被市场选择的未来能源品种之一。反观上海市当前对浅层地热能的开发利用，在掌握了关键技术和人才团队，建立了国家级研究推广中心，上线了国内首个资源开发利用信息平台，成了全国试点城市的情况下，实际效果却未达预期。研究认为本着落实国家要求、遵循市场规律的原则，上海应从以下四个方面入手，让浅层地热资源利用成为上海落实“双碳”目标中的优选项。3.1管理上，建立机制、守好底线建议尽快明确主管部门，出台行业管理办法，加强监管，建立黑、白名单制度，避免因施工或材料等某一个环节的质量不过关而影响整个行业和产业的健康有序发展。3.2政策上，多措并举、合理引导建议制定出台上海市地热能发展规划，量化建设目标，建立考核体系。借鉴北方地区清洁供暖的经验举措，在资金、土地、税收、供电保障等方面给予相应的政策支持。吸引社会力量，引导金融资本参与规模化开发。3.3方式上，因地制宜、综合利用建议以五大新城和新建建筑为重点，结合不同区域的禀赋优势，综合挖掘土壤、地表水、城市污水中的地热能，宜土则土、宜水则水。通过打造一批浅层地热能高质量发展示范区和试点项目的方式，积累开发经验。3.4技术上，聚焦研发、超前布局建议鼓励上海市相关单位在资源普查和勘探领域加大技术研发力度，更精准地指导项目开发建设。长三角区域层面取长补短，在三省一市合作技术研发、资源协同利用、产业智能升级、人才培养交流等方面加强合作。008