中宏网讯 今年是李四光先生倡导的地热大会战55周年,恰逢天津市地矿局建局65周年,也是天津地热勘查开发设计院组建50周年。
回溯55年前的金秋,李四光先生在天津亲自启动了中国历史上第一次地热大会战,他对中国地热的关注和指导,犹如点燃燎原星火,为我国地热事业发展注入了不竭动力。半个世纪以来,从津门大地涌出的热流不仅温暖了千家万户,更淬炼出中国人探索清洁能源的坚定信念。如今,我国地热开发早已由点及面,技术迭代创新,应用遍及城乡,成为能源结构转型的重要力量。
进入新时代,在天津市地质矿产勘查开发局(以下简称:天津市地矿局)的不懈努力下,2024年,天津以4760万平米地热供暖面积,占全市集中供暖面积8%的覆盖率,成为全国地热开发的典范。
日前,我国与冰岛发表《关于进一步加强地热和绿色转型合作的联合声明》,双方将推动地热能开发,减少温室气体排放,促进能源转型,强调应对气候变化挑战,承诺加强绿色低碳合作。
让我们回顾这场跨越半个世纪的能源革命,解开“世界地热看中国,中国地热看天津”的传奇之谜。
会战岁月,从地质勘查到能源革命的破冰征程
20世纪70年代初,全球面临能源短缺的严峻挑战,石油危机的阴影笼罩着世界。在这个关键时刻,李四光先生以其卓越远见和深邃洞察力,将目光投向了地热资源,视其为解决能源困局的重要突破口。1970年10月,时任地质部部长的李四光亲临天津,深入考察当地地热工作。他高瞻远瞩地指出:“地球是一个庞大的热库,有源源不绝的热流”,并明确提出“要在天津搞一次地热会战,把天津地热勘查开发作为一个试点和样板”。他坚信“天津利用地下热水的前途很光明,值得大搞”,更强调“在天津打开一个缺口,不仅是天津的大事,也是全国的大事”。这些论断和观点,不仅为中国地热开发指明了方向,更赋予天津推动国家能源转型的重大使命。
1970年12月,一场规模宏大的地热会战誓师动员大会在天津召开,上千人齐聚津门,激情澎湃。由13个区、局和高等院校、厂矿单位组成的“地热会战指挥部”应运而生,宛如一支精锐之师,肩负起了探索天津地热奥秘的重任。自此,举国瞩目的地热会战在海河两岸轰轰烈烈拉开序幕。
天津地热会战堪称一场艰苦卓绝的科学探索之旅。会战期间,各方专业人员齐心协力,相继开展重力勘测、地温测量、钻井勘探、利用试验等一系列复杂而关键的工作。经过一年多的不懈努力,这场会战成功查明地热形成的地质构造背景,发现了两个地热异常区,为后续开发利用奠定了坚实基础。事实正如李四光先生所期盼和设想的那样,天津这片土地蕴藏着雄厚的地热资源开发潜力。此后,一个新能源产业链在天津逐步萌芽、生长并不断完善。天津在地热开发利用方面积累的宝贵经验,成为全国学习借鉴的样板,为我国地热事业的发展树立了典范。
遵循李四光先生的嘱托,“地热会战”之后,以地热会战指挥部为班底,天津市地质处第一地质队(后更名为天津地热勘查开发设计院,系天津市地矿局所属单位)组建。在半个世纪的漫长岁月里,“天津地热人”传承前辈们的精神,在地热领域持续探索,先后圈定了10个地热异常区,总面积近3000平方公里。他们的努力不仅为天津赢得了“世界地热看中国,中国地热看天津”的美誉,更为国内多个省市找到了宝贵的地热资源,提供了方法和经验。
技术突破,从传统勘查到智慧利用的重大跨越
55年间,“天津地热人”用12代技术迭代书写中国地热编年史。从国内第一个大型地热田的勘查、第一个省级地热资源开发利用规划的编制,到第一个浅层地热能试验基地的落成;从第一份地热动态监测年报的编制,到全国最大的地热资源动态监测网络的建成;从率先开展地热回灌研究,建设国内首个地热采灌系统和首个地表水回灌基地,到实现孔隙型热储回灌这一世界性难题的技术突破;从首创将射孔、定向、测井、酸化压裂技术引入地热井工程,到施工总延米量位居全国前列,形成了领先的十大优势技术。
深入研究地热资源储量价值:通过“空-天-地”一体化勘查,完成天津8个行政区6380平方千米勘查,发现8个地热田,完钻700余眼地热井(最深4512.49米)。2020年建全域三维地质模型,截至目前,平原区4500米以浅年可开采量达11.10亿立方米,年节约标煤695万吨、减碳1658万吨。在浅层地热资源勘查工作上实现突破:以技术手段勘查,探明天津市大部分行政区(除蓟州区)均适宜开发,资源量1748万亿吉焦,冬可供暖13.4亿㎡、夏制冷12.6亿㎡,开发可节约标煤448万吨、减害气1100.6万吨;河西区梅江项目稳定运行19年,仍有区域待开发,潜力巨大。构建“全时空”智能体系:天津地热监测系统运行超30年,联合多所科研机构研发地热井水位自动监测设备(获国家专利,适用于80-90℃地热井)。目前在317个供热站安装939台套监测设备,依托管理平台实现“全时空”动态智能监测;主导制定1项地方标准,参与3项能源行业监测规程制定。开创“天津回灌模式”:攻克砂岩孔隙型热储回灌难题,实现孔隙型馆陶组热储回灌系统100%回灌。探索地表水非供暖期补给热储层,东丽湖建成全国最大规模地表水回灌工程(年补水120万立方米)。截止到2024年底,天津建成315处地热对井回灌系统,回灌量从2012年1310万立方米增至4432万立方米,回灌率从40.3%提升96.39%,规模与水平全国领先。
天津地热从传统勘查到智慧开发,从单一能源利用到多能互补系统,始终站在地热技术的前沿,累计完成地热资源勘探研究公益性技术成果200余项,获批天津市首个自然资源部天津中低温地热野外科学观测研究站,荣获国家科技进步奖二等奖1项,获批国家自然科学基金项目3个,省部级科技进步奖、科研成果奖35项,获得发明专利5个,实用新型专利32个,软件著作权3个。主持编制了一系列指导地热资源利用、评价、保护的技术规程、标准32个。为全国20多个省份提供了地热技术服务,为推动我国地热事业发展作出突出贡献。
民生实践,从供暖试点到绿色能源的转型典范
依托得天独厚的地热资源禀赋,天津从试点探索走向规模化推广,成为全国地热供暖的标杆城市。
天津地热资源具备显著的供暖优势,出水温度多稳定在60-90℃,可直接用于供暖。通过立体勘查技术,天津已探明该温度区间地热资源的开发潜力——可满足1.2亿平方米供热需求,占全市集中供热总面积的20%,为城市能源绿色转型筑牢了资源根基。
“多能耦合”破局大面积供热。针对单井供热局限,探索“地热+天然气”模式。以南开区金谷园为样板,1对地热井搭配燃气系统,初末寒期用地热供基础负荷,严寒期加热燃气回水,单站可供暖320万平米,年省燃气248万立方米、减害气1.12万吨。目前天津已建成4个同类供热站,平稳运行并满足百万平米级供热需求。
华明供热站创新运营模式。探索以“政府主导+国企运营+绿色转型”三位一体运营模式,该项目覆盖供热面积525万平米,服务6万余用户。站内同步建设智慧供热平台,实时采集温度数据,后续将用AI调参降耗,并结合热电厂余热进一步探索“多能互补”供暖路径,持续提升可再生能源在供热体系中的占比。
规范管理,从区域示范到全球引领的发展蓝图
构建全流程管理体系,守牢地热开发底线。联合主管部门与专业院所,参与国家及市级标准制定,构建“勘查-开发-利用-保护”全环节标准体系;开展“三率”标准与利用率提升技术研究,推动评价自动化、精准化,降本增效。配合完善监管体系,在产业链关键环节提供技术服务,推进“绿色化+数字化”转型,严防地质风险。升级监测设施,实现流量数据实时采集与分析;优化监测网络布局,完善野外科学观测站建设并打造示范样板,定期编制监测报告支撑政策制定,筑牢可持续利用“防护网”。
打造三大核心平台,激活地热价值转化。勘探管理平台:在技术装备层面,应用智能钻井设备与配套软件,搭建钻井数据平台,探索高温深井技术,实现智能管控与降本增效;服务能力层面,聚焦五大服务板块,攻坚深部勘探等核心技术,构建地热田智慧管理体系,持续巩固技术领先优势。能源管理平台:在团队建设层面,整合人才提供一体化能源服务,覆盖多场景应用需求;在智能升级层面,建智慧能源系统,攻坚资质认证;在重点领域层面,打造浅层地热示范工程,牵头编制地热碳减排地方标准,推动碳交易落地实施。投资运维平台:在资源属性层面,依托国企平台试点项目,推动地热从资源向“资产-资本”转变;在模式优化层面,推广标准化运维新模式;在合作拓展层面,引入社会资本探索“地热+”模式,延伸至智慧城市与新能源装备领域。
攻克关键技术,打造地热科创高地。构建“基地-平台-期刊”协同发展的科创体系,创建地热科普基地,申报水热型地热重点实验室,升级中低温地热野外观测站;提升《地质找矿论丛》期刊影响力,目标影响因子≥1.5、入选CSCD(中国科学引文数据库),在深地领域联合产学研单位持续攻关。
核心技术攻坚上突破三大关键领域:勘查技术领域引入微动勘查等提升物探精度;深部开发领域聚焦沧县隆起区4000-6000米热储,打造示范工程;回灌技术领域构建一体化体系,开展砂岩热储外来水回灌技术研究。
数字化与装备升级上推动“智能钻探+数字地热”双轮驱动:升级钻井工艺,研发超深部钻探技术,建实时监测系统;打造“透明天津”数字平台与大数据中心,建三维可视化平台及“一井一档”,实现管理决策数据驱动。
未来,天津市地矿局将深入落实新一轮找矿突破战略行动,因地制宜勘探开发地热资源,创新地热发展技术,促进地热产业发展,为推进能源革命、保障国家能源资源安全作出新贡献。(中宏网特约作者王敏 高亮报道)
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