7月31日,在东营经济技术开发区的双福华世基地,工作人员正在查看花卉红掌的长势。该基地从油田生产废水中提取地热能供暖,让花卉实现了全年种植,并大幅降低种植成本。
黄河三角洲千米地下“热”力澎湃——丰富的地热资源,让山东东营成为省政府明确的“鲁西北地热能综合开发利用示范基地”重要组成部分。如何将丰富的地热宝藏,转化为可有效开发利用的资源?东营以数十年勘查筑基,精准摸清“家底”,创新破解矿业权重叠、砂岩回灌难题,探索应用路径,强化政策扶持,在保障能源安全与落实“双碳”战略间开辟新路径,绘就地热开发利用的独特“东营方案”。
摸清“家底”
地下“沉睡资源”的唤醒探索
在东营市自然资源和规划局副局长王峰展示的《东营市地热资源分布图》上,深浅不一的绿、橙色块几乎覆盖全域。“这种绿色表示上层为馆陶组热储、下层为沙河街组热储,这种橙色表示上层是馆陶组热储、下层是东营组热储,在地下1300-2300米之间,单井出水量在60-100立方米/小时。”
一组数据印证了东营地热资源的禀赋:全市发现可供开发利用的中深层地热面积5655平方千米,占总面积的68.6%,埋藏深度1300-2200米,水温54℃-86℃;地下热水资源量3447亿立方米,热储量折合标准煤128.47亿吨,约占全省30%,规模居全省第1位。
这份清晰的“家底清单”,源于数十年的积淀。
二十世纪九十年代之前,东营的地质勘查聚焦于油气资源,地热资源只是“意外发现”。随后围绕着其他目标开展的钻探和试验工作虽奠定基础,但受制于需求不明,地热资源长期“沉睡”地下。
地热资源开发利用的启幕,则与城市发展同步。
2002年12月30日,具有里程碑意义的“东热1井”顺利竣工,该井成井深度1610米,井口出水温度62℃,出水量100立方米/小时,标志着东营市地热资源开发利用的起步。随后,东营开启了高精度“唤醒”行动:2003年起先后实施9个地热勘查项目;近年又完成8个地热田可行性勘查工作;2025年正在实施的河口东部等3个区块地热资源可行性勘查项目完成后,将实现除生态红线外地热赋存区可行性勘查全覆盖。
“为什么这两年东营地热开发利用走得比较快?原因之一就是有此前数十年投入勘查作为基础,我们能快速亮出‘家底’。”王峰说。
“破冰”之路
全国油气富集区的首次突破
在东营经济技术开发区徐州路清洁供热能源站,既看不到高耸入云的烟囱,也没有堆积成山的煤块,能源站内干净整洁。地热水通过“取热不耗水+负压回灌”技术被抽取,热量被提取送入城市管网,尾水则通过回灌井全量返还地层。
徐州路清洁供热能源站于2024年建成,已成功运行一个供暖季,小区热力站入户水温达40℃-50℃,居民室温普遍在23℃以上。另外4座能源站同步推进,将于2025年供暖季投入运行。东凯开发建设公司产业发展部副部长宋志强算了一笔账:项目全面建设完成后,不仅供暖成本每平方米可节省15元,而且预计每年减少标煤消耗约22万吨、减少二氧化碳排放约55万吨。
实现“取热不耗水”的关键在于攻克砂岩回灌世界性难题。
东营龙源清洁能源科技有限公司董事长崔国华解释,东营的地热资源主要存在于砂岩地层中,这种岩性地层孔隙度小、渗透率低,更容易出现“水堵”“砂堵”等情况。该公司通过创新性的回灌井设计、施工、催化助剂及设备材料的选择,实现地热尾水100%同层回灌,为地热规模化开发创造了条件。而且技术还在迭代升级,一代技术回灌能力40方/小时,二代技术提升至80方/小时,储备的三代技术正在调试阶段,可达150方/小时,投入使用后可再次提高产出比。同时,公司正在进行采热井和回灌井合二为一技术研究,一旦成功将大大降低成本。
技术突破解决了“采得出、灌得回”的问题,而困扰东营二十多年的矿业权重叠“历史难题”,则需制度创新破解。作为全国重要的油气产区,东营市全域地热资源赋存区与中石化油气矿业权重叠,这一历史遗留问题像一道枷锁,制约着全市地热资源依法依规、规模化、产业化开发利用。
必须破局!2021年1月,在前期多轮谈判协商的基础之上,东营市政府、胜利油田和中石化新星公司联合注册成立山东鲁辰能源公司,以“政府引导、企业主体、市场化运作”模式,探索油地共建共享机制。“我们根据矿床的立体属性,将地下空间划分为油气开采层与地热利用层,通过技术手段实现互不干扰。”王峰说,这一创新模式打破了传统矿业权设置的思维定式,通过深部矿产共采实现资源盘活,是全国油气富集区的首次突破。2022年4月,随着鲁辰能源公司取得第一宗地热矿业权,困扰东营多年的地热开发瓶颈终于破冰。
随后,政策的东风开始劲吹。2023年我省先后印发《关于支持地热能开发利用的若干措施的通知》《关于加快推进地热能开发利用的指导意见》《关于加强地下水管理的意见》等文件,支持地热勘查和有序利用。东营市迅速构建起纲举目张的开发利用规划体系。
东营地热开发也随之进入快车道。
构建“生态”
地热能应用驱动能源变革
地热能在东营的应用远不止冬季供暖。
8月6日,记者在利津县的凯盛浩丰(利津)智慧农业示范园温室大棚内看到,7万株享受着“空调”的樱桃番茄植株如绿色瀑布般从5米高的钢架上倾泻而下,成熟的果实散发着果香。“整个温室大棚通过地源热泵调控温度,确保一年四季恒温,保障番茄植株生长。”示范园经理邹智文介绍,这是全国首例完全由地源热泵系统实现采暖与制冷的玻璃温室,每年可节约运行成本约300万元,减少二氧化碳排放5300吨。
在东营经济技术开发区的双福华世基地,从油田污水处理回灌水中提取热量,既降低废水温度利于回灌,又为种植基地供热,一举两得。双福福盛基地则利用居民地热供暖后的尾热为10万平方米现代花卉基地继续供暖。
利津县通威渔业公司利用“地热井+余热回收”技术为厂区供暖,同时为2万立方米养虾池水体加热,建成全球最大规模的循环水对虾养殖工厂,经济效益显著提升。
越来越多的地热能也给城市带来“地下清凉”。东营市图书馆、中国石油大学国家大学科技园生态谷、好宜家小商品城、东营市妇女儿童活动中心等众多公共建筑,利用浅层地热资源实现了高效低碳的供冷。
政策赋能
“真金白银”激发开发热情
为更好推动地热资源开发利用,东营市构建了强力的政策支撑体系。
近年来,相关顶层设计不断明确。该市在政策层面相继出台了《关于加快推进地热能开发利用的意见》《地热资源开发专项规划(2023—2030年)》《关于促进地热能开发利用的若干措施》,并提出东营市地热能开发“一基地两样板”发展布局。
“‘一基地两样板’就是城区推进清洁能源燃煤替代基地建设,建设地热能与水产养殖产业融合样板区,建设地热能与温室种植产业融合样板区。”东营市发展和改革委员会党组成员、副主任许宏图说。
同时,规划目标清晰可量化。到2030年,全市地热供暖(制冷)面积达到3500万平方米。
在具体工作层面优化审批流程。2024年4月24日,东营市印发了《东营市“地热能开发一件事”联合审批工作方案》,对新建地热能开发项目采取“统一受理、并联审批、统一出件”的联合审批工作模式。
东营市还拿出“真金白银”支持项目建设。对建成绿色矿山的地热企业,在安排涉及企业发展相关财政资金投入时予以支持;三年内,每年择优对不超过30口市级中深层地热开采样板井,分别给予最高50万元一次性奖补;农村社区地热供暖设施可以依法依规使用集体建设用地……一系列政策和举措激发了社会参与地热能开发利用的热情。2025年,东营市申报地热能开发利用区块达到了99个,覆盖油田生产、供暖能源替代、养殖和种植等领域。
对于下一步东营市地热资源的开发利用方向,东营市自然资源和规划局党组书记、局长陈明海介绍,一是积极推进浅层地热能利用,推动和鼓励具备规模利用条件的大型公共建筑、大型单体建筑或建筑群通过“地热能+”实现零碳供暖(制冷),2025年计划新增地热供暖面积1000万平方米。二是稳步推进中深层地热能开发利用,探索有利于地热能开发利用的新型管理技术和市场运营模式,有序投放地热矿业权,开展大区块勘查、大区块出让。三是协同推进地热能产业化发展,延伸地热能产业链,实现地热能梯级开发、集约化利用,建设“地热能+”多能互补的“能源岛”。四是探索地热能在发电、余热利用等方面的综合利用。
更深的探索也在进行。王峰透露:“我们配合山东省地矿局推进深部高温地热资源探测,钻了一眼孔深约4000米的地热井,完成了初步抽水试验,预计大于150℃,目前正在进一步开展抽水试验,有望填补全省高温地热资源勘查项目空白”。对地热能未来的发展和应用,他充满了期待。
立秋后的黄河三角洲,天高云阔,风景如画。在这片因油而生的土地上,千米之下苏醒的绿色热能,正携手风能、太阳能,共同驱动一场深刻的产业之变、能源结构之变、生活方式之变。东营由“黑”(油气煤)向“绿”(清洁能源)的华丽转身,并不断点“绿”成“金”,正在书写着服务国家能源安全、创造生态与经济双重价值的崭新篇章,也为国内资源型城市转型提供了极具价值的“东营方案”。