60余年深耕不辍 构建天津地热绿色产业生态全链条——从“天津经验”到全国样板地热产业化的城市实践样本

7310 0 0 0 关键词: 地热能 新能源供热 地热资源   

2026
09/10
11:17
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中国自然资源报
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导读

从1970年那场举国关注的“地热会战”起步,历经半个多世纪的砥砺前行,天津已华丽蜕变为全国地热供暖规模回灌率名列前茅、产业链条完备的行业翘楚。以《中国地热》杂志编委委员单位——天津地热勘查开发设计院等行业先锋为代表的津门地热人,怀揣精益求精的工匠精神,苦心孤诣半个多世纪,构筑起一个囊括勘查、设计、开发、

从1970年那场举国关注的“地热会战”起步,历经半个多世纪的砥砺前行,天津已华丽蜕变为全国地热供暖规模回灌率名列前茅、产业链条完备的行业翘楚。以《中国地热》杂志编委委员单位——天津地热勘查开发设计院等行业先锋为代表的津门地热人,怀揣精益求精的工匠精神,苦心孤诣半个多世纪,构筑起一个囊括勘查、设计、开发、利用、监测、运维、保护七大核心板块的闭环地热产业生态系统。

他们不仅成功攻克了困扰业界已久的“用热必耗水”难题,更实现了高达4768万平方米的地热供暖面积覆盖。值得一提的是,天津在馆陶组回灌技术的突破、数智化全流程的监管,以及“地热+”模式向康养、现代种养殖等领域的深度拓展与融合方面,孕育出了独具特色的“天津方案”。

全链条闭环:七大环节筑牢产业硬实力

地热行业有句共识:一口地热井的寿命,从决定在哪里打井的那一刻就已经注定。地热开发从来不是“一钻了之”的简单工程,需七大核心环节首尾相接、闭环运行。正是这七个环节的扎实深耕,让天津地热开发告别了“边探边打、只采不灌”的粗放模式,也让这座城市踏上面向更深地层、更广场景的地热开发新征程。

勘查:摸清“家底”,构建“数字底图”。精细化勘查是资源高效开发的坚实根基。天津地热勘查开发设计院运用一体化勘查手段,开展了22个地热勘查项目,完成全市约6610平方公里的地热资源勘查,先后圈定10个地热异常区,发现8个地热田。最新的地热资源评价明确全市4500米以浅地热资源年可开采量达11.12亿立方米,折合标准煤696万吨,为产业发展筑牢了坚实的资源保障。天津精准建档热储储量、可采量等核心参数,建成设施完备的城市地热“数字底图”,让地热资源“一图尽览、家底明晰”。当前,所有新增整装地热区块均提前完成1:5000高精度地质勘查,钻井成功率从60%增至100%,单井勘探成本降低40%,实现“拿证即可勘查、拿证即可开发”的集约化发展模式。

设计:一区块一方案,从源头避免浪费。在地热设计领域,天津形成了全国独有的“一区块一方案”定制化标准,从源头杜绝“一刀切”带来的资源错配。天津金房新能源科技发展有限公司承担的东25区块地热供暖项目正是这一标准的生动实践,项目采用两对地热井同步出让矿权、同步建设的设计方案,真正做到“一井一策、量体裁衣”。

开发:自主钻井技术,保障钻探安全。向地下深部掘进,要穿越性质显著差异的地层,稍有不慎便出现井壁坍塌、泥浆漏失。天津地热院钻井团队经过数十年技术迭代,形成了系统的钻井技术体系。创新采用满眼钻具圆孔工艺、优化五开井身结构设计,保障4000多米复杂地层深井顺利钻遇目的层,出水量可达100立方米/时以上;优化井身结构与施工流程,单口勘探井即可完成两个目标热储层的钻进与产能测试,单井综合成本降低25%以上;采用独立中心管欠平衡钻进工艺精准调控井筒压力,实现漏失条件下安全可控钻进;引入井口橡胶封堵器管控上部液柱压力,保障水泥浆在环空内的平衡顶替与有效胶结,实现高质量平衡固井;形成低渗热储增产改造技术,研发耐温抗腐蚀复合酸液体系,集成水力压裂、酸化、大温差热破裂等系列工艺,单井产能普遍提升1~3倍,成效最为突出的JH-28井产水量由1.3立方米/时跃升至94.52立方米/时。技术已推广应用于雄安、宁河、静海等地十余眼地热井,钻探复杂情况应对和处理效率提高15%以上。

利用:梯级利用,一度热能都不浪费。天津在地热供暖领域探索出“梯级利用”的成熟体系,基本实现供暖系统全覆盖。例如,海河新天地小区采用地热梯级利用技术,利用81.5℃地热流体为23.5万平方米的建筑供暖,回灌水温低至15℃,项目节能减排效果显著,每年可替代标准煤1.01万吨,减少二氧化碳排放量约2.40万吨,节约环境治理费用282.2万元;天津奥林匹克体育场(水滴)利用76℃地热流体为7万平方米建筑供暖,每年可替代标准煤0.43万吨、减少二氧化碳排放量约1万吨。

监测:数智平台,给每口井装上“动态心电图”。天津自主研发了全国首套地热行业数智化监测平台,全市700多口地热井全部接入,每口井的开采量、回灌量、出水温度数据实时监测,一旦出现异常便自动预警,相当于给每口地热井装上了24小时不休息的“动态心电图监测仪”。这套系统把地热开发的安全风险隐患处置时间从过去的24小时缩短到了10分钟,实现了地下热储状态的全生命周期可视化管控,让地热资源管理从“经验判断”迈向“数据驱动”。

运维:4S式托管,让老井超龄服役。区别于传统故障后维修的被动模式,天津首创的地热井4S全周期保养体检模式,建立覆盖地热井全生命周期的“定期体检、专项保养、故障快修、长效托管”机制,专业团队常态化开展井体检测、物理洗井、管路除垢、设备校准,从源头规避开采量下滑、回灌量衰减和回灌井堵塞。目前多口投运20余年的老旧地热井,经持续常态化养护,出水量、出水温度与新建地热井性能基本无异。

保护:98.5%回灌率,守住资源生命线。天津把地热回灌作为资源保护的核心底线,所有地热开采项目必须100%配套回灌设施,不达标就不允许运营。截至2025年底,天津已建成333口地热回灌井,回灌率达到98.5%,较“十三五”末提升34.5个百分点,部分区块甚至实现了100%回灌,主要热储层水位已连续五年稳步回升,真正实现“取热不耗水、开发可持续”。

新场景标杆:地热产业集成空间日益扩大

依托完整的全链条产业生态,天津近年来在地热创新应用场景上持续突破,打造多个全国领先的标杆项目,让地热资源跳出能源领域,融入城市运行的方方面面。

标杆1:全国首个“夏储冬用”地表水热储回灌项目。东丽区打造的全国首个地表水热储回灌系统,创造性地把夏季经过处理后的地表水,回灌到2000米深度的热储层里“储存”起来,冬季再抽取用于供暖,形成了“夏储冬用”的完美循环。项目全部投运后,增加了地下热储压力,提升了地热资源储量,年节约标准煤超1.1万吨,减排二氧化碳约2.8万吨。目前,该技术已入选自然资源部矿产资源节约与综合利用先进适用技术目录,为地热资源的可持续利用开辟了新路径。

标杆2:“地热+”并网供热模式。南开区金谷园地热站采用“地热井+高效热泵机组”三级梯级利用技术,联合天然气为周边约320万平方米建筑解决冬季供暖需求,地热回灌水温低至10℃,年输出热量可达8万吉焦,较常规方式供热量提升约70%,年减排有害气体1.12万吨,成为全国地热梯级利用的标杆工程,也为大型社区地热清洁供暖提供了可复制的技术方案。

标杆3:“地热+”能源耦合供热示范。天津中医药大学新校区地热资源综合利用示范工程,将浅层地热能、水热型地热资源、太阳能、天然气等清洁能源巧妙融合,建成地热资源梯级利用、多能源互补的绿色、环保、可再生能源综合利用系统,供暖面积达34.59万平方米,每年可节约4206吨标准煤,节省环境治理费用约116.98万元。如今,天津已有30余座综合能源站,为高校、园区等集中用能区域的清洁能源替代提供了可复制的综合解决方案。

标杆4:地热利用赋能乡村产业振兴。天津以地热赋能现代农业和农旅,正构建低碳高效、多元增值的现代农业体系。宝坻区里自沽晶宝温泉农庄建设了面积超过1万平方米的智能温室,形成了集现代农业生产、观光、采摘、垂钓、餐饮为一体的温泉特色农庄;静海区光合谷建成占地2000亩的设施农业区,可进行观光、采摘、体验等活动。地热资源成为乡村振兴的“热引擎”,也为农业农村的清洁能源替代探索了新路径。

标杆5:工业供能与多能耦合,助力打造零碳发展标杆。天津为工业领域绿色转型提供了可复制的综合能源解决方案。天津宝洁工业有限公司用地热水替代蒸汽加热,降低了46%的蒸汽使用量;空中客车天津总装有限公司利用地热资源间接加热油漆,成为高端制造业与清洁能源深度融合的典范案例。同时,天津持续拓宽地热应用边界,支持天津经济技术开发区、天津港保税区等国家级、市级零碳园区建设,为其提供了稳定可靠的清洁能源支撑。

标杆6:地热合同能源管理先行者。随着天津经开区欣园能源站地热井完成与供热管网的对接调试,地热领域合同能源管理项目投入试运行,新增40万 ~ 60万平方米的供暖面积,年节能折合标准煤7028吨。项目由天津地热勘查开发设计院投资完成地热井勘查开发、钻井施工、能源站建设、监测维保等工作。天津泰达热电能源管理有限公司在5年托管期内以购买热能的方式委托管理。这种“专业团队投资建设+用能单位购买热能”的合同能源管理模式,有效解决了地热开发前期投入大、技术门槛高的问题,为地热资源的市场化开发提供了可复制的商业模式。

标杆7:深浅结合,供暖制冷双线领跑。天津文化中心能源站项目是当时极具影响力的综合能源站,包括1眼地热井、16对水源井、3786个地埋孔,实现了供暖制冷双季运行,服务建筑面积近100万平方米,基本消除空调设备对建筑第五立面的影响。受该项目成功经验带动,天津在有条件的区域推广基于可再生能源的区域能源站模式,集约化、专业化和规模化的供冷供热能源站成为城市绿色基础设施的重要组成部分。

锚定“十五五”,持续领跑全国地热新赛道

立足“十五五”,天津将全力打造全国地热产业创新高地、标准高地和产业高地。

一是深耕资源勘查,补齐深部及空白区域短板。

二是壮大产业规模,力争地热供热能力突破6000万平方米。

三是强化技术创新,研发大数据挖掘、数字储层模型等关键技术。

四是拓宽应用场景,推广“地热+光伏+储能”多能耦合模式,深化农业、文旅、工业高端利用以及地热与其他清洁能源高效协同开发,支持零碳园区建设。

未来,天津将以资源可持续利用为底线、以技术创新为核心、以产业升级为目标,释放地热资源的生态、民生与经济价值,为全国地热产业高质量发展和“双碳”目标的实现输出天津经验,贡献更大的天津力量。

 
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