- 2021年度中央地勘企業政策與經濟研究成果
- 中國煤炭地質總局
- 17058字
- 2024-06-28 16:50:45
地熱能產業高質量發展研究
中煤礦業集團有限公司
能源是支撐人類社會長期存續發展的重要物質基礎之一。能源的不斷開采利用,保障了全球經濟的長期繁榮、人口的持續增長以及各種工業信息技術的高速發展。中國作為世界上最大的發展中國家,是一個能源生產和消費大國。2020年,中國能源總產量為40.8億噸標準煤,能源消費總量為49.8億噸標準煤,可見能源供需形勢十分嚴峻。
地熱能是蘊藏在地球內部的熱能,具有儲量大、分布廣、綠色低碳、可循環利用、穩定可靠等特點,是一種現實可行且具有競爭力的清潔能源。
在能源革命、大氣污染治理、北方清潔供暖的大背景下,我國作為地熱資源大國,在全球能源替代革命中發揮著日益重要的作用。作為低碳排放的可再生新能源,地熱能在能源領域具有較強吸引力,也為地質工作開辟了一個全新的服務領域。
本課題重點圍繞國內外地熱能產業發展現狀、發展趨勢和發展愿景,深入剖析了我國地熱能產業發展狀況,探尋其內在規律,并總結了這一領域存在的突出問題,深刻分析了制約發展的各種因素,并充分結合中國煤炭地質總局(下稱總局)作為地勘行業“共和國長子”的獨特地位和始終專注于煤系氣、地熱能等綠色清潔能源勘探開發的巨大成就,以現有地熱新能源領域特色模式為依托,探索構建多種產融結合發展新模式和管理新策略,為促進地熱能行業發展壯大、實現地熱能產業大范圍增量替代、推進地熱能高效綠色發展以及有節奏、有步驟、更加科學系統地實現“雙碳”目標,從而重構能源體系進行了大膽探索,增添了發展動力,為總局始終堅持“兩個一以貫之”,圍繞“11463”總體發展戰略,投身“三個地球”建設愿景,推動地熱能產業獲取更大運營收益,實現高質量發展,服務“雙碳”戰略,提供了重要的參考依據。
本文致力于為總局地熱新能源項目高質量發展提供智力安全保障,為總局探索和提煉新能源板塊發展可復制、高效率、新盈利的發展模式,拓展總局在新能源、地熱能板塊的業務范圍,同時增強總局在全國范圍內的影響力。
一、成果背景
伴隨著經濟社會的不斷發展、環境問題的日益嚴重,人們越來越意識到發展新能源、推動能源結構調整已經成為關系國家安全的頭等大事之一。2020年,中國明確提出“碳中和碳達峰”目標(下稱“雙碳”目標),向世界莊嚴宣告我國持續推進產業結構和能源結構調整的發展戰略。這是黨中央經過深思熟慮后作出的重大決策,是事關中華民族永續發展和構建人類命運共同體的偉大抉擇。
不可否認,實現“雙碳”目標是一場硬仗。2021年中央經濟工作會議提出,“傳統能源逐步退出要建立在新能源安全可靠的替代基礎上”。因此,要下更大力氣致力于構建清潔低碳安全高效的能源體系,控制化石能源總量,著力提高利用效能,實施可再生能源替代。
(一)全球能源危機下新能源替代傳統能源的必然趨勢
傳統化石能源擁有巨大的儲量和較低的成本,甚至一度被認為是用之不竭的。這三個原因不僅使得這些能源在第一次、第二次工業革命中得到廣泛的應用,也使得它們在今后相當長一段時間內在人類經濟社會發展中依然占據很重要的份額。
但是,隨著人類生活和工業、商業活動對于能源的需求越來越大,傳統能源的開采難度越來越高,易開采的煤礦、油田不斷枯竭,以往看似無限的儲量開始變得短缺,人們開始對化石能源的儲量產生了憂慮。人們已經認識到:這些化石能源的儲量不是無限的;即便有足夠的儲量,在枯竭之前,這些能源的開采成本也將越來越高——這就是所謂的能源枯竭問題。近年來,隨著新興經濟體國家的快速發展,世界范圍內的能源消耗也會變得越來越大。
同時,這些能源在使用時產生的二氧化碳不僅會造成氣候變暖,而且很難避免產生粉塵、酸雨等污染。在許多發展中國家崛起后,能源消耗量大幅上升,污染的情形不再像過去那樣遙遠,已經影響到了每個人的生活,甚至生命。而二氧化碳的排放導致的溫室效應和氣候極端變化使得自然生態變得越來越脆弱,霧霾和酸雨直接威脅著人類的生存。所有的人都認識到,如果能源體系不進行變革,酸雨、霧霾等自然災害將變得越來越頻繁——巨大的污染不僅會給人類帶來災難性的影響,而且會使地球變得不適宜居住。所以,人們開始將目光轉向新的、可再生的、清潔的能源,這是為了自身生存而不得不做出的明智選擇。
但是,地熱能產業的發展目前仍然比較低效。中國科學院汪集暘院士認為:“地熱能產業應當完成由單一粗放的低效傳統產業向高新產業的過渡,走上一條高質量發展之路。”而從目前的情形來看,“地熱能產業的高質量發展模式”還僅是一種理念:對其內涵,還需要結合產業發展相關理論進行解析;對其框架,需要結合我國地熱能產業的內在規律及地熱能產業發展的國際經驗進行拓展;對其策略,則需要結合地熱能產業發展的具體情況及產業外部環境進行詳細研究。
(二)我國對地熱能產業發展的政策支持
2006年,《中華人民共和國可再生能源法》頒布并實施,這是官方首次強調優先推動地熱能的發展,之后,又從應對氣候變化、可再生能源發展、建筑節能、地源熱泵系統的推廣應用等方面頒布了相應的政策法規及條例,直接或間接地推動了我國地熱產業的發展。
作為我國首個地熱開發利用專項規劃,2017年發布的《地熱能開發利用“十三五”規劃》提出:“十三五”時期,新增地熱能供暖(制冷)面積11億平方米,其中新增淺層地熱能供暖(制冷)面積7億平方米,新增水熱型地熱供暖面積4億平方米;新增地熱發電裝機容量500兆瓦;到2020年,地熱供暖(制冷)面積累計達到16億平方米,地熱發電裝機容量約530兆瓦。
2021年4月,國家能源局發布的《關于促進地熱能開發利用的若干意見(征求意見稿)》提出,到2025年,各地基本建立起完善規范的地熱能開發利用管理流程,全國地熱能開發利用信息統計體系和監測體系基本完善,地熱能供暖(制冷)面積比2020年增加50%,在資源條件好的地區建設一批地熱能發電示范項目;到2035年,地熱能供暖(制冷)面積比2025年翻一番。在國家政策的積極引導和帶動下,各省市相繼頒布了一系列相關的地方性政策法規,內容以推進建筑節能和促進地源熱泵的發展為主,對地熱產業發展起到了積極推動作用。
(三)我國地熱能發展的區位優勢
我國的地熱資源總儲量較為豐富,地熱資源的種類較多,分布較為廣泛,但由于受到地層構造和水文條件的影響,總體分布并不均勻。我國的地熱資源主要以低溫地熱資源為主,高溫地熱資源主要分布在藏南、川西和臺灣等地區,中低溫地熱資源則主要分布在山地的斷裂層和盆地當中。一般情況下,盆地當中的地熱資源相比山地斷脈來說更為豐富,總儲量也更為豐富,具有較大的開發潛力。
我國地熱資源的地熱值分布較不均勻,一般情況下,西藏南部地區和臺灣西部等地區地熱值最高,其平均值能夠達到150兆瓦/平方米,最高可達300兆瓦/平方米。至于干熱巖,我國儲量則比較豐富,約占世界干熱巖儲量的20%左右,主要分布于藏南、華北、東南、東北地區。
總體來看,我國的地熱資源總量大,分布具有較為明顯的規律性和地帶性,東部地區、東部沿海、臺灣和藏南等地區地熱資源分布較多,而盆地地熱資源主要分布在東部地區、瓊雷盆地、松遼盆地和環鄂爾多斯斷陷盆地等地區,山地斷脈地熱資源主要分布在東南沿海、臺灣、藏南、川西、滇西和膠遼半島等地區。
(四)我國地熱能產業發展的現狀
總體上看,我國地熱能產業的發展處于蓬勃發展而又不乏風險與變數的狀態,市場前景十分廣闊。但是,我國地熱能產業的整體發展情況與資源賦存情況還很不匹配,與地熱強國相比尚存在較大差距。主要問題有以下幾個方面:
一是資源勘測的系統性不足。在能源資源領域,勘測評價是開發利用和產業化發展的前提,地熱資源的勘探和開發具有高投入、高風險、知識密集的特點。截至目前,我國僅開展過兩次全國性的地熱能資源評價,研究基礎較為薄弱。
二是發展模式的科學性有待提高。雖然我國在地熱能產業發展中探索出了“雄安模式”等符合國情、社情特點及區域特色的模式,但從總體上看,其科學性仍存在不足和薄弱之處,如政策扶持不充分,產業整體發展存在的不協調、粗放式開發利用現象沒有得到合理管控,產業管理機制缺位,化解風險機制與相關社會保障制度不健全,等等。
三是技術發展不均衡。地熱能產業內部缺乏統一的技術規范和標準是制約整個產業發展的重要因素。
四是人力資源儲備與產業發展匹配性不足。與其他資源領域相比,地熱人才隊伍建設和發展水平存在明顯滯后,對整個產業的發展構成了一定阻礙。
五是資本運作能力不強。地熱能產業發展雖然享受到了政策的紅利,但在市場和業務同步增長的情況下,也不得不面臨資本的壓力,主要問題有銀行貸款門檻高、項目開發融資成本高、因資本回收周期較長而造成沉重的財務成本等。因此,在看到成績的同時,也要關注、研究這一領域存在的問題、矛盾和不足,才能提出更具針對性和可操作性的地熱能產業高質量發展模式。
二、研究過程
中煤礦業課題組立足總局地熱能產業發展成就和中煤礦業地熱能板塊開發建設實際,在現有技術和管理團隊基礎上,重點聘請了中國科學院趙鵬大院士、汪集暘院士、原國土資源部(現自然資源部)原黨組成員汪民副部長以及包括成都理工大學地熱能開發中心在內的諸多專家、學者、團體參與課題研究,通過翻閱大量研究文獻和專著、論文,深刻把握國內地熱能產業發展歷史,同時充分借鑒國際經驗,從學術和實踐兩個方面對我國地熱能產業基礎理論以及發展的現狀、模式、實例、愿景等進行科學分析和系統研究,同時選取中石化綠源、河南萬江、中煤任遠三家具有代表性的公司及其地熱開發利用項目與實施辦法進行了總結探索,提出地熱能產業要由單一要素研究向環境、資源、政策、資本等多要素綜合研究轉變。
宏觀上,本課題組從“雙碳”發展戰略出發,對地熱能發展歷程、發展狀況、業務板塊及技術特色等做了深入分析和闡述,全面總結、歸納了地熱開發的歷程以及經驗教訓;微觀上,本課題組立足企業角度,更清晰地描繪了地熱能產業發展的內在規律、經營模式、管理策略和發展前景。
(一)國有新能源企業及其地熱能開發項目:以中石化綠源公司為例
1.企業基本情況
中石化綠源地熱能開發有限公司于2006年成立于河北省雄安新區,是中國石化集團新星石油有限責任公司與冰島極地綠色能源公司投資組建的以地熱資源開發利用為主的中、冰合資企業,主要業務為地熱能集中供熱(制冷)、節能技術服務、余熱利用,是目前國內規模最大的地熱能開發專業公司之一。
2.企業發展優勢
(1)合資發展模式出碩果。綠源公司成立以來,得到中、冰兩國領導人、國家有關部委、中國石化集團以及地方政府等方面的高度重視。合作雙方充分發揮各自優勢,不僅促進了公司的快速發展,打造了中、冰合資合作的典范,提升了公司的影響力,還為推動中國地熱產業發展奠定了人才基礎,為全球地熱產業發展貢獻了力量。
(2)創新資源勘探出成果。綠源公司成立以來,堅持“資源先行”的理念,積極引進地熱強國冰島的先進技術,并在其基礎上進行自主創新,加強勘探水平,獲得了一批重要的勘探成果,取得了包括牛駝鎮地熱田(雄縣、容城、霸州)、辛集地熱田、菏澤地熱田等一大批優質資源和市場,其中不乏溫度超100℃、水量超100立方米/時的優質“雙百”井。
(3)規模效益成果突出。綠源公司地熱開發區域已遍布北京、天津、河北、山東等省市,與國內40余個市(縣、區)簽訂了戰略合作協議。目前,綠源公司已建成換熱站502座,地熱井600余口,實現總供暖面積4500萬平方米,年可替代標準煤61萬噸,減排二氧化碳163萬噸,減排二氧化硫1.4萬噸。綠源公司在碳資產開發方面走在了行業前列,并開創性地開發了全球第一個地熱供暖CDM(清潔發展機制)方案,量化了地熱供暖的減排效果,為我國實現“碳達峰碳中和”目標做出了貢獻。
3.企業代表性項目:“雄縣模式”(雄安新區地熱供暖示范項目)
綠源公司與河北省雄縣人民政府攜手合作,成功打造了政企合作、市場運作、統一開發、技術先進、環境保護、人民受益的“雄縣模式”。目前,雄縣地熱供暖能力已達近600萬平方米,占全縣集中供暖面積的95%以上。根據估算,地熱供暖可以節省6元/平方米的費用,每年可以為當地群眾減少2862萬元的供暖支出。雄縣城區已基本實現二氧化碳、二氧化硫、粉塵“零排放”,成為全國第一個“無煙城”,可替代標準煤12萬噸/年,減排二氧化碳28萬噸/年。“雄縣模式”得到國家能源局和業界的廣泛認同,已成為我國地熱能產業的發展亮點之一。
4.“雄縣模式”經驗總結
(1)政企協作,創造雙贏。在合作方面,雄縣政府和綠源公司簽署了排他性的戰略合作協議,實現了“整體規劃、保護資源、科學開發”的目標。當地政府在政策層面的大力支持與企業技術開發應用得到了有機統一,也充分反映了可持續發展的理念。
(2)開發綠色地熱資源,提升群眾生活品質。通過地熱資源的高效開發利用,減排節能真正實現“落地”,生態環境得到有效改善,群眾生活品質也得到了充分提高。
(3)產業良性發展。雄縣政府和綠源公司均展現出了長遠的大局觀念,敢于在開發地熱水供暖這種初始投資大、回報期長、微利性和社會公益性明顯的產業上進行深度投入,實現了產業的良性發展。
(4)國家政府引導社會資本高效參與地方產業經濟發展。“雄縣模式”中,國家行政及資源引導社會資本的特點非常突出。以公共服務和生態投資為切入點,政策引導下的社會資本在地方產業經濟上進行精耕細作,避免了民營資本“野蠻生長”的諸多弊端。
(5)技術創新。綠源公司一直致力于地熱領域的技術創新,資源評價、節能集輸、地熱換熱、梯級利用、智能監測、尾水回灌和綜合利用等技術的研發利用是“雄縣模式”的一大亮點。
(6)充分發揚“大慶精神”和“三光榮”精神,艱苦奮斗,以造福群眾為己任,在短短3個月內實現了當年進駐、當年建成、當年供熱,同時確保了工程質量和供暖質量,得到了當地政府和群眾的高度贊揚。
通過以上分析,可以將“雄縣模式”的特點總結為政策驅動和政企合作兩個方面。一方面,“雄縣模式”之所以能夠具有重大的影響力,很大程度上在于當地政府的高度重視,其不僅在政策資源方面予以大量投入,在配套制度建設方面也同樣不遺余力,表現突出。隨著雄安新區建設步伐的加快,“雄縣模式”的意義將會更加深遠。另一方面,綠源公司在開拓市場的同時,積極承擔企業的社會責任,探索出了一條創新型產業振興之路,為國家新能源戰略的實施貢獻了自己的力量,有力地促進了當地地熱能產業的發展。
(二)民營新能源企業及其地熱能開發項目:以河南萬江集團為例
1.企業基本情況
河南萬江新能源集團有限公司(下稱萬江集團)于2008年成立于河南省鄭州市,企業致力于新能源綜合開發利用,專注于城市清潔能源地熱能綜合利用的投資、建設、運營,潛心于清潔能源供熱技術的研發,是中原地區最具核心競爭力的科技型清潔能源供熱民營企業之一。
2.企業發展優勢
(1)公司技術優勢明顯。萬江集團與中國科學院汪集暘院士團隊合作,成立了河南省唯一的地熱研究院士工作站。2018年,汪集暘院士及萬江集團技術團隊被鄭州市人民政府評為“頂尖人才”和“頂尖人才團隊”,為萬江集團持續的技術提升和技術領先提供了堅實的保障。
萬江集團在全國首創“依灌定采,一采兩灌”的砂巖地熱開發模式,項目實現100%同層回灌,取熱不取水,實現了地熱集中供暖行業革命性的突破;創新應用“地熱+”模式為城市提供清潔熱源,獲得了包括“雙模云控技術”在內的專利技術123項。2017年,萬江集團被認定為國家高新技術企業。
2021年4月21日,在萬江集團的積極推動下,國家地熱中心河南分中心和河南省清潔能源供熱協會成立,對該企業在河南省推廣地熱項目提供了重要技術保障。
(2)社會效益突出。萬江集團中深層地熱供暖項目采用的技術主要包括地熱資源勘探、同層回灌、回灌加壓、地熱資源動態監測等。據測算,采用地熱能為城區居民供暖,每10000平方米供暖面積,每年可節約164.5噸標準煤,減少二氧化碳排放431噸,減少二氧化硫排放1.4噸,減少氮氧化物排放1.22噸,減少煙塵等固體顆粒物排放1.15噸。
3.企業代表性項目:“陜州模式”(三門峽地區地熱集中供暖項目示范區)
河南省三門峽地區地熱資源豐富,萬江集團充分利用淺層地熱能資源,在三門峽陜州區進行供暖項目運營。運營多年來,實現地熱能供暖面積230萬平方米,用戶室內采暖溫度普遍在22℃以上,被行業專家稱為利用地熱資源解決城市供暖的“陜州模式”,也是河南省首個地熱集中供暖項目示范區。
“陜州模式”完善了城市集中供熱配套設施建設,增強了城市綜合承載能力,提高了居民的生活品質和幸福指數。地熱集中供暖項目不僅解決了冬季供暖問題,同時也可為各地建設綠色、低碳、無煙城市提供強有力支撐。與常規的燃煤鍋爐供暖方式相比,“陜州模式”每年可以減少66384噸標準煤,減少燃煤費用3469.2萬元。同時,減少18178噸二氧化碳、589.76噸二氧化硫、989.6噸氮氧化物、747.3噸煙塵排放量,節約247.6萬元左右的環境治理費。
4.“陜州模式”的經驗總結
(1)技術導向。從發展伊始,萬江集團就高度重視技術因素的價值,在地熱供暖方面進行了持續創新,形成了系列化的技術體系,為公司的長期可持續發展奠定了良好的基礎。
(2)市場攻堅。萬江集團堅持以地熱能產業為主導,致力于居民采暖專業化運營,有力保障了“陜州模式”在本地區的快速復制。
(3)建投一體化。在PPP模式的基礎上,萬江集團做到了建設、投入、管理的一體化,不僅在地熱能產業市場上占據了一席之地,也為當地政府和當地居民創造了可觀的綜合效益。
與“雄縣模式”相比,“陜州模式”更多地體現了民營企業在地熱能領域的探索:由當地政府提供平臺,萬江集團利用資金、技術、團隊、服務等方面的優勢,實現了項目規劃、設計、投資、建設、運營、管理的一體化。在此基礎上,政府公共產品和服務供給能力得到提升,企業獲得了利潤和發展機會,群眾享受到了實惠,實現了政、企、民“多方共贏”的局面。
(三)混合所有制新能源企業及其地熱能開發項目:以中煤任遠公司為例
1.企業基本情況
中煤任遠(陜西)新能源科技有限公司(下稱中煤任遠公司)是中國煤炭地質總局控股的三級子公司,是中國煤炭地質總局中煤礦業集團有限公司新能源板塊的核心企業。中煤任遠公司在新能源地熱能方面擁有全國領先的中深層地熱水采灌技術、中深層地熱井下換熱技術、淺層地溫能利用技術、高效冷凝鍋爐技術,在淺層低溫能及中深層地熱資源的開發利用、物探、咨詢、投資、建設、運營管理等方面具有較強競爭力,在綜合能源站施工,水晶鉆探、勘察,地熱井施工、地埋管施工、熱物性測試、室內末端安裝等領域具有豐富的項目經驗,業務范圍覆蓋地熱資源勘查、地熱資源評價、中深層地熱鉆井、地熱及淺層地溫能供暖/制冷、能源站的設計施工和運營、地熱開發利用技術研發、合同能源管理、制冷設備的銷售及安裝等多個方面。
2.企業發展優勢
(1)地熱資源勘查與評價技術能力強。中煤任遠公司以地熱開發項目區為評價對象,開展必要的區域地熱地質調查、地熱地球化學調查、地熱地球物理勘查等技術手段,結合地熱項目的探采結合井、熱儲工程、動態監測與評價等工作,建立熱儲模型,研究分析地熱資源可開發利用的地區及合理的開發利用深度,開展熱儲參數評價工作。
這方面的優勢主要體現在:①為地熱開發利用方案調整和提高地熱項目的管理水平提供依據;②減少地熱開發風險,取得地熱資源開發利用最大的社會經濟效益和環境效益;③最大限度地保持地熱資源的可持續利用。
(2)安裝設計能力強。中煤任遠公司利用高效的熱交換系統,提取礦井的涌水、乏風等余熱,利用熱泵機組,為礦山企業提供冬季供暖、井口保溫及夏季制冷等的熱源與冷源,徹底取代礦山企業現有的燃煤、電力或燃氣鍋爐及傳統空調,比傳統燃煤鍋爐與空調節能50%以上,節能減排,利國利民。
這方面的優勢主要體現在:①熱效率高、冷熱輸送熱容大、換熱強度高、冷熱損失小,換熱系統效率高;②系統節能、環保,系統COP高,無二氧化碳排放,具有節能、環保的效果;③熱源穩定,在礦井生產過程中,礦井水溫和回風溫度受地熱作用,溫度越來越高,且一年四季保持恒定;④系統簡潔,技術成熟,可靠性高,熱泵機組較為成熟,自動控制系統較完善,機組整體性好,系統簡潔,系統設計安裝好后安全可靠。
(3)高效冷凝鍋爐應用水平高。中煤任遠公司創造性地利用了冷凝鍋爐,以達到提高鍋爐熱效率的目的。
這方面的優勢主要體現在:①安全可靠:天然氣和空氣耦合在一起,有空氣,也有天然氣,模塊化設計,互為備用,不需備用容量;②安靜環保,超低排放:氮氧化物排放低于25毫克/立方米,二氧化碳減排超30%,超低噪聲,即使與鍋爐為鄰,仍能安然入睡;③高效節能:百萬熱效率高達107%,可單獨使用,也可作為備用熱源;④便捷,易于安裝:冷凝鍋爐易于安裝,可整機出貨或者組件出貨,現場安裝。
3.企業代表性項目:“咸陽模式”(關中地區“地熱+”中深層地埋管供熱項目)
咸陽文彩舫項目位于陜西省咸陽市,由中煤任遠公司實施運營。該項目已獲得“陜西省工業節能環保專項資金獎勵”,被評為“陜西省發展改革委清潔能源示范項目”。項目采用“中深層地埋管換熱系統+熱力尾水二次利用系統”供暖。在2020年,對該項目進行無人值守、智慧運行升級改造后,運行成本降低超過30%,節能效果顯著,是陜西省清潔能源利用的又一典型項目。
4.“咸陽模式”的經驗總結
(1)央企和地方國有企業合作,充分利用央企的品牌優勢和地方國企的資源優勢進行項目合作。
(2)專業技術團隊從項目立項階段開始對項目進行全程服務,人員相對穩定,可確保項目的高效穩定運行。
(3)重視科研創新和專利研發申請,以新技術、新材料、新設備等提升了企業科技攻關能力,提高了企業核心競爭力,從而保障項目成果順利完成。
與“雄縣模式”“陜州模式”相比,“咸陽模式”充分利用了混合所有制企業的優勢,發揮了國有經濟的控制力、帶動力和影響力,改善了企業的生產經營狀況,進一步提高了企業和資本的運作效率。此外,新技術、新設備的運用使得該項目在節能減排方面具備突出優勢。
三、研究成果
“地熱能產業的高質量發展模式”的概念一經推出,對完善地熱能產業發展理論起到了一定支撐作用,一系列研究成果也為總局和中煤礦業地熱能產業經營管理提供了重要參考。
(1)研究出版了《新能源地熱能產業高質量發展研究》專著。該專著借鑒了國際國內多方經驗,結合產業發展、公共管理等方面的理論成果,從多個維度出發,對地熱能產業的高質量發展模式進行了深入分析和探討,進一步豐富了地熱能產業發展的內容。
從理論層面上,該專著的研究有利于充實新能源產業發展的理論,其提出的“地熱能產業的高質量發展模式”概念及對相關管理體系的認識,對于完善地熱能產業發展理論能夠起到一定的支撐作用。
從實踐層面來看,該專著的研究亦能為地熱能產業的發展提供管理策略層面的參考。
總的來說,該專著從地熱能產業研究背景和研究意義入手,重點探索了地熱能產業的基礎理論、國內國外地熱能產業的發展現狀,我國地熱能產業發展的現有模式和若干新類型,并輔以對國內幾家地熱能產業的代表性企業及其項目模式的討論,尤其是全面總結了中煤任遠公司實施完成的陜西咸陽文彩舫項目,總結了地熱能產業發展的優秀案例,描繪了地熱新能源產業美好的發展前景。
(2)研究發表了《構建地熱能產業高質量發展模式的基本邏輯框架》論文(發表于《化工礦產地質》,2021年9月,總第43卷,第3期)。該論文以充分釋放地熱能的產業潛能為編寫目的,以地熱能產業高質量發展為編寫指引,對地熱能產業的整體模式進行了深層反思和科學重構。本文從構建地熱能產業高質量發展模式的應然性、實然性和實現性三個維度進行了深入研究,提出了構建我國地熱能產業高質量發展基本模式的工作方向和具體思路。最終總結:在新常態背景下,應當以高質量發展為指引,推進地熱能產業快速發展,充分釋放地熱能產業潛能,為產業發展和企業發展注入新的活力。
(3)成功申請了兩項地熱井設備的實用新型專利。這有助于增強中煤礦業推進地熱能產業發展的信心,提高公司發展的核心競爭力和技術優勢,為中煤礦業今后在地熱能產業的進一步發展打下了良好的基礎。
(4)本課題組通過對財政稅收融資、債務融資、股權融資、項目融資等融資方式的研究論證,創造性地提出了地熱能產業發展基金這一融資方式,從實踐操作的角度吸收和涵蓋了其他融資方式,并對地熱能產業發展基金的設立、日常管理、風險管控及退出等全過程作出了詳細的闡釋,加深了對地熱能產業發展基金的把握,為相關各方的決策提供了有益的參考。總體來看,在此基礎上,基本形成了一種可推廣的地熱能產業融資新渠道。
(5)打造出了可推廣、可復制的“咸陽模式”。中煤礦業所屬中煤任遠公司作為總局控股的三級公司,始終專注于新能源板塊開發利用與建設,其打造的咸陽文彩舫項目已獲得“陜西省工業節能環保專項資金獎勵”,被評為“陜西省發展改革委清潔能源示范項目”,成為陜西省清潔能源利用的又一典型項目。
四、收獲與意義
本課題組始終立足總局投身能源結構性調整、大力發展低碳清潔能源的實際,依托中煤礦業多年深耕地熱能產業的人才和技術優勢,結合產業發展、公共管理、產融結合等方面的理論成果,從多個維度對地熱能高質量發展模式進行了深入探討和分析,形成了較為豐富、全面、實際的研究成果,為地熱能技術手段、管理模式、經營方略等的創新提供了參考,為推動總局地熱能產業發展提供了重要理論依據,為中煤礦業推進地熱產業高質量發展奠定了基礎。
(一)全面系統了解掌握了我國地熱能資源分布及相關產業發展狀況
本課題組通過查閱資料、深入一線等方式,全面掌握了我國地熱能資源的分布狀況,以及分布位置、埋藏深度、溫度和賦存狀態等標準,將我國地熱能資源分成了四大類,即淺層地熱能資源、水熱型地熱能資源、干熱巖、巖漿型地熱能資源,較為全面地總結了我國地熱能的特點。
本課題組梳理了我國地熱能產業的發展情況,將我國地熱能的開發利用分為三個主要階段:
(1)1971—2003年,起步階段。在這一階段,地熱能的開發利用初步得到了能源界的重視,出現了個別區域的分散開發,對地熱能資源的勘測評價工作也逐步開展。但在這一時期,地熱能的開發利用還沒有形成規模。從統計數據來看,商品化的地熱能源在終端消費中所占的比重基本為零,相關技術尚處于初級研發階段。
(2)2004—2016年,成長階段。在這一階段,地熱能的開發利用呈現出規模化、專業化的特點,產能逐步釋放,出現了一批代表性企業。在相關產業政策的推動下,地熱能產業發展迅速加快,出現了一系列質的變化:開發利用的范圍實現了不同層次的拓展,設備逐步完成從小型向大中型、從粗糙型向專業型的過渡,技術研發成果市場化、產業化的步伐不斷加快。在這一時期,我國迅速成長為全球地熱直接利用量最大的國家。
(3)2017年至今,逐步成熟階段。在這一時期,以《地熱能開發利用“十三五”規劃》為標志,政府出臺了一系列地熱能開發的綱領性文件,地熱能產業的發展進入到國家戰略層面,產業發展走向正軌,產業規模快速提升,出現了多種運營模式。
但是,從目前我國地熱能資源開發利用的整體情況來看,這一產業的發展還是剛剛起步。在新能源乃至整體的能源結構中,地熱能還是一種“小眾型能源”,具備長遠的發展前景。
(二)提出了我國地熱能產業高質量發展的模式構想
本課題組對我國地熱能產業發展的現有模式進行了分析,對國外地熱能產業發展的現狀及經驗教訓進行了總結反思,提出了我國地熱能產業高質量發展模式:在我國經濟新常態下,地熱能產業應堅持創新驅動型發展、協調可持續性型發展、綠色生態型發展、高效率型發展、有效供給型發展、中高端結構型發展、開放包容型發展、為民共享型發展的有機統一,政府部門作為政策供給者、地熱能企業作為價值創造者、金融機構作為資本供給者、高校及科研院所作為理論和人才支撐者優勢互補的一種科學產業發展模式。
1.高質量發展是創新驅動型發展
科學技術是第一生產力,創新是引領地熱能產業發展的第一動力。提升科技創新能力不僅是我國未來國民經濟發展的動能之所系,更是推動地熱能產業高質量發展的關鍵所在。構建我國地熱能產業高質量發展,首先要強調創新驅動。加快科技創新步伐是提高地熱能產業競爭力的一個重要方面,推動地熱能產業高質量發展要以創新為突出導向,加大科技研發力度,著眼于解決瓶頸問題和核心問題,通過勘察技術促進高質量發展,通過開發技術落實高質量發展,通過智能信息化技術提升高質量發展,通過標準化技術體系規范高質量發展,通過連接供需的地熱能智慧管網系統打造智能地熱供能系統,打造推進地熱高質量發展的科技引擎。
2.高質量發展是協調可持續型發展
地熱能產業的盲目擴張與粗放式的高速增長是不可取的,其所帶來的生態環境和資源浪費的代價也是不可承受的。要實現高質量發展,就必須遵守客觀規律,堅守科學發展理念,量力而行,保證地熱能產業協調可持續增長。只有認識到這一規律之后,人們才可以對產業發展節奏進行適當的控制,從而人為地延長產業存續的時間。地熱能產業高質量發展模式的構建也需要考慮這一問題,盡可能地采取各種有效手段延長產業存續與發展的時間,實現協調、可持續的增長。
3.高質量發展是綠色生態型發展
推動我國地熱能產業以生態資源資產的存續和自然發展為前提的經濟增長方式進行高質量發展,正是習近平總書記提出的“綠水青山就是金山銀山”理念在經濟發展方面的微觀投射。地熱能產業高質量發展模式的構建應當突出綠色生態意識,堅持以周密保護水資源與生態環境為前提,確保不產生地質災害、不浪費地熱資源、不污染水質、不破壞周邊地區生態平衡。除了嚴格的政策法律法規的硬性約束外,還應當通過綠色金融進行引導,政府應盡快設立地熱能產業發展專項基金,將地熱發電、地熱供暖等地熱開發利用納入可再生能源發展專項基金補貼范圍,扶持資源勘查、技術攻關、先進示范、信息平臺等。同時,引導、鼓勵社會資本設立產業投資基金等,引領地熱能產業綠色生態型發展。
4.高質量發展是高效率型發展
在以往的產業經濟發展過程中,良好的改革開放政策、快速的大規模城鎮化、無可比擬的人口紅利所形成的驅動力起到了重要作用。近幾年來,受國際、國內多重因素的影響,我國經濟面臨沉重的下行壓力,許多產業都出現了增長率下降的趨勢。但是,這并非經濟新常態的必然產物。正如我國著名經濟學家吳敬璉所說:“高效率支撐的中低速增長才是真正的新常態。”因此,新常態背景下的地熱能產業高質量發展模式應該以效率為導向,實現規模及利潤、社會效益與生態環境效益等不同層面的高效率增長。
5.高質量發展是有效供給型發展
我國的改革開放事業取得了輝煌的成績,但是在發展過程中,也出現了能源資源約束嚴重、生態環境形勢嚴峻等問題。在新形勢下,推動能源結構向縱深方向進行優化調整,加大有效供給,為生態資源的保護和可持續性發展奠定基礎,已經成為非常緊迫的任務。地熱能是穩定可靠的本土能源,有著極為豐富的資源賦存和巨大的開發潛力。地熱能產業發展過程中,應當順應能源領域供給側改革的趨勢,通過制度設計、技術、人力、資本、創新等要素的投入,推動能源的有效供給及高效供給。
地熱能產業的高質量發展不能局限于地熱能的開發利用,更要加強供給側結構性改革,以生產端、供給側為突破口,通過供給結構的持續優化調整,為地熱能產業高質量發展創造更好條件、探索更佳路徑。投資有回報、產品有市場、企業有利潤、員工有收入、政府有稅收、環境有改善,才是理想的發展。有效供給是地熱能產業高質量發展的本質特征,也是更高效率、更好效益、更實效果的發展。通過地熱能的全面開發利用,能夠優化能源領域的產業結構和投資結構,為人民群眾提供更優質的能源類產品和服務,交易成本也將持續改善。借助于地熱能產業的發展,能源領域的各種生產要素能夠得到更充分的開發利用,從而實現能源類產品和服務的高效流通和開放共享。
6.高質量發展是中高端結構型發展
產業發展的國際經驗表明,經濟結構的高技術化和知識化才是產業結構調整的核心所在。《地熱能開發利用“十三五”規劃》就地熱能資源的開發利用提出了“清潔高效、持續可靠;政策驅動、市場推動;因地制宜、有序發展”等原則。從中可以看出,這本質上是一種系統集成型發展,也是一種高端結構型發展,需要我們從以下幾個方面著力:
一是站在國際地熱能產業發展的整體高度來進行制度設計、政策供給、技術研發及產品和服務提升。
二是要面向地熱能產業鏈來進行產業內部的結構優化。以戰略性和全局性為原則,以“鞏固、增強、提升、暢通”為方針,支持不同區域、不同經營重點的地熱能企業進行產業協同發展與技術合作公關,實現整個產業鏈水平的發展進步。
三是面向微觀意義上的企業進行培育扶持。一方面要發揮行業龍頭作用,扶持出一批技術過硬、資金雄厚的大型地熱能企業集團;另一方面,要在地熱能產業內部培育一批以“專精特新”為特色的中小型地熱能企業。
四是在地熱能產業中高端結構增長的過程中,有必要發揮中石化等大型央企國企的示范帶頭作用,在產業鏈上的高附加值環節取得重大突破,從而實現以地熱能產業重點工程為龍頭,不斷向地熱能產業發展水平相對落后的地區進行輻射的目標。
7.高質量發展是開放包容型發展
當前,世界經濟正處于深度調整的過程中,國際貿易領域的單邊主義與保護主義均有所抬頭,多邊主義和自由貿易體制受到了巨大沖擊。正因為如此,在地熱能產業高質量發展模式的構建中,應當積極參與國際分工。地熱能產業發展模式的完善,不僅要立足國內現實,更要站在國際市場的高度進行積極趕超,爭取盡快形成技術出口、方案出口的市場能力。這就要求地熱學界和產業界在思路上共鳴、在行動上團結,積極整合各單位、各企業的人力物力財力資源,通過產學研優勢的發揮實現跨越式發展。
8.高質量發展是為民共享型發展
地熱能產業高質量發展的根本目標是滿足全體人民對美好生活的向往,為民共享是地熱能高質量發展的根本目的。地熱能產業的發展必須更加突出以人民為中心、切實讓人民共享發展成果、更好地滿足人民對美好生活的需要。由此,應當加大對地熱能行業的財政扶持力度,對新建的地熱能項目給予一定比例的投資補貼;加大稅收優惠力度,例如對“取熱不取水”的地熱項目免征水資源稅等相關稅目;為地熱供暖企業以及相關設備和材料制造企業落實增值稅、企業所得稅等相關優惠政策等。
(三)總結了原有的地熱能產業發展融資模式,并在此基礎上提出了地熱能產業發展基金新模式
本課題組通過對地熱能產業高質量發展的研究得出,產業發展背后金融支持的動力是重中之重。十九大報告指出,資本市場的要素配置效率最重要,而且最高。同時,十九大報告也提到,金融服務實體經濟的關鍵在于提高直接融資的比重,促進多層次資本市場健康發展。在地熱能產業發展過程中,資本能夠推動整個系統的發展,也能夠有效促進各要素之間的良性互動。融資方式的選擇,是地熱能產業發展的一個關鍵。本課題組通過對地熱能產業融資機制的分析得出,目前我國地熱能產業發展的金融支持程度較為滯后,政府、銀行及其他金融機構、社會中介等方面的參與程度不一,金融領域的供給側結構性改革仍有待推進,金融支持的力度仍顯不足。
因此,本課題組認為,結合我國地熱能產業內部企業融資存在的問題,通過借鑒西方發達國家發展地熱能產業的經驗,突破地熱能產業融資的瓶頸需要從以下方面入手:
一是要建立科學的發展方略。我國地熱能產業的政策環境日益向好,但政府對地熱能產業的政策導向主要體現在發展目標的制定及宏觀的管理制度上,具體的發展策略則更多地依靠市場的自我演進。在地熱能產業內部,投資沖動和發展盲目的現象時有發生。考慮到嚴格的信貸管理體制,地熱能項目要想獲得金融機構的認同,還需要具備一系列科學的發展方略。
二是要形成有針對性的政府主導。從發達國家發展地熱能產業的經驗表明,政府對技術研發的投入在GDP中所占的比例通常會維持在3%~6%的范圍內。相比之下,我國在投資理念、能力、管理和機制上還存在一定程度的不足。就地熱能產業融資問題而言,我國政府應當予以高度重視,不斷從頂層制度設計層面形成針對性的政府主導力量。
三是要建立發達的產業投資體系。政府要發展包括股票、債券、期貨、產權和其他金融衍生品的資本市場,吸引帶動民間資本、國際資本參與到風險投資中來,構建立體化的產業投資管理體系,推動地熱能產業實現可持續發展與內部的結構優化升級。
四是要引入和推廣多元化的金融工具。在產業成長的不同階段,企業對資金的數量以及具體的融資方式都有不同的需求。要降低地熱領域的資金錯配風險,就需要有多層次的、多元化的金融市場及融資產品與之配套。
五是要建立寬敞的資金流動通道。在產業融資問題上,人們對資金的融入較為關注。但是,資金及其風險的流動通道也非常關鍵。就地熱能產業的融資而言,不僅要加強資金“入口”的建設,也要為之設計合理的“出口”,從而形成一個完整的產業資金循環體系。
基于此,本課題組結合我國社會轉型期的特殊國情,提出了地熱能產業發展基金這一新的投融資模式。從實踐操作的角度來看,地熱能產業發展基金這一融資方式可以涵蓋和容納其他各種融資方式。因此,地熱能產業發展基金有著獨特的重要性。
隨著金融體制改革步伐的深入,以產業投資基金為代表的金融產品對各項產業乃至國民經濟的發展都將起到越來越重要的作用。
首先,地熱能產業發展模式的完善需要準確把握政策機遇。清潔能源行業是國家著力發展的戰略新興產業的一部分,宏觀政策及地方政府都對這一領域給予了相當程度的優惠政策支持。在中國特色社會主義市場經濟體制的背景下,地熱能產業的政策環境、產業配套和區域發展政策都極為有利。在多重利好的窗口期和風口期,地熱從業人員應當準確抓住時代機遇,對相關的產業政策,要正確理解、吃深吃透,在政策許可的框架下展開高效的資本運作和運營管理,在實現自身規模發展壯大的同時,和政府一起共同促進國民經濟的增長,創造企業和政府的雙贏局面。
其次,地熱能產業發展模式的完善需要以資本運作為紐帶。傳統的產業發展及企業運營都以資源優勢發揮、營業收入及利潤增長為著眼點。但在當下及未來的一段時期內,資本運作在各項產業中的參與程度和滲透程度都將顯著增加。在完善地熱能產業發展模式的過程中,需要以資本運作為紐帶,發揮資本在資源配置中的獨特作用,利用資本的力量來推動地熱企業迅速擴大規模和復制成功經驗。
再次,地熱能產業發展模式的完善需要發揮融資的規模效應。根據產業經濟學的有關理論,產業在空間中的聚集會形成集群效應。由于規模經濟的作用,產業集群的系統功能會大于單打獨斗狀態的企業功能之和。以地熱能產業發展基金為平臺,可以將相關企業撮合成一個整體。通過發揮融資規模效應,分散的中小地熱企業可以解決資信不足、擔保手段單一等融資瓶頸。這有助于進一步降低融資成本,提高融資效率。
最后,地熱能產業發展模式的完善需要有效開展產業規制。“政府”和“市場”都有自身的內在缺陷。在地熱能產業演進過程中,總會出現各種各樣的不利因素,這就需要政府規制、社會規制和行業自律規制來對其進行限制、約束和規范。在地熱能產業發展基金的運行過程中,同樣需要進行嚴格的監督管控:一是嚴格外部監督,整合產業管理及金融監管方面的行政力量,成立產業發展基金管理委員會,對其進行嚴格的外部監督;二是加強信息披露,定期出具運營報告,確保地熱能產業發展基金的有效性和安全性。
近年來,我國地熱能產業發展態勢良好,吸引了各種資本的青睞。但是,地熱能產業發展模式還不完善,產業規模和結構都需要提升。引入地熱能產業發展基金,微觀上可以幫助地熱企業快速形成規模優勢、提升管理水平,宏觀上則有助于推動地熱能產業的系統性發展。
(四)有利于推動總局地熱能產業發展,進一步完善產業布局
本課題組提出的地熱能產業發展基金這一新的投融資模式,從設計、募集、投入、激勵、風險管控、退出等各個方面全方位出發,探討了地熱能產業發展基金的管理策略,形成了一套成熟的、可供應用的理論體系。總體上看,這一新模式具有可復制性、可操作性強的特點,為總局發展地熱能產業提供了一種新思路和新模式。
在總局召開的上半年經濟運行分析會上,馬剛局長指出:要毫不動搖堅定發展信心,充分認識搶抓“大地質”發展機遇的必要性。今年來,受經濟周期和產業調整等方面因素的影響,傳統地質勘察投入連續10年持續大幅下滑,整體呈現市場不景氣現象。但自去年以來,地勘市場悄然出現了轉變。從自然資源部發布的《2021年全國地質勘查通報》來看,2021年,全國非油氣地勘投入資金同比增長7.5%,實現10年來的首次正增長。這一方面說明地勘市場正在逐步復蘇,另一方面也說明地勘市場的重心正在更多地向新能源板塊傾斜。這給予了我們大力發展地熱能產業的信心和動力,從而推動總局工作健康、可持續、高質量發展。
當前,我國經濟已由高速增長階段轉向高質量發展階段。能源是國民經濟和社會發展的重要物質基礎,經濟的高質量發展離不開能源的轉型升級。能源轉型的關鍵在于供給側結構性改革,并站在提升整個產業的高度優化發展方向、轉換發展模式。總局在這一經濟發展的大環境下,必將面臨產業升級和轉型發展的新課題。本課題組提出的“地熱能產業高質量發展模式”的概念及對相關管理體系的補充,豐富了總局在地熱能產業領域的研究成果,對于完善總局的產業布局能夠起到一定的支撐作用,有助于促進總局進一步轉型升級。
五、結語
能源是國民經濟和社會發展的重要物質基礎,經濟的高質量發展離不開能源的轉型升級。2020年9月22日,習近平總書記在第七十五屆聯合國大會上作出“中國二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,努力爭取到2060年前實現碳中和”的重大宣示。站在“兩個一百年”的歷史交匯點,面對碳中和、碳達峰新要求,加強新能源產業研究、加快能源產業結構調整,提高新能源利用效率與規模勢在必行。
地熱能作為一種綠色低碳、可循環利用的可再生能源,越來越被新能源產業界高度關注重視并加快建設開發運用。未來,地熱能在能源結構調整、應對氣候變化、大氣污染治理中將發揮更加積極的作用,成為更具競爭力的新能源。我們要在充分了解地熱能發展歷史背景的前提下,進一步深刻把握我國地熱能開發利用過程中的一些新情況、新問題、新經驗和新趨勢,充分結合總局和中煤礦業地熱能建設實際,拓寬和延伸地熱能產業內涵含量、技術含量、產業模式、市場前景等,加快技術攻關和產業布局,逐步構建起一項經濟效益突出、技術含量高、惠民范圍廣、國際競爭力強的新能源事業,打造中煤地熱能產業建設品牌影響力,為推動能源結構調整、實現綠色低碳發展貢獻中煤力量。
成果創造單位:中煤礦業集團有限公司
成果主要創造人:馮 帆
成果創造人:過廣華 姚彤寶 趙 玉 郭彥平 柏祖國
成果其他創造人:楊 蕾 習子恒