——中煤水文局地热产业发展纪实

　　◎  高恒燕

　　2024年1月12日，中国煤炭地质总局所属水文地质局（以下简称“中煤水文局”）落户雄安新区，开启了发展的新纪元。2月，该局再次中标雄安地热项目——雄安新区容东片区安居工程配套供热（冷）工程中深层地热二期工程，同期还启动了青海省地热勘查及开发利用研究，加强“取热不取水”技术在青海未来空间深部地热资源开发利用中的推广应用……

　　这是一支与“水”结缘的队伍，在勘查和开发“地热水”方面具有专业优势。

　　专心致志

　　做地热产业的先行者

　　1974年，为适应国家邯邢基地“大三线”建设，中煤水文局应运而生。历经50年的发展，目前已成为我国煤炭系统以局建制的从事煤矿水文地质、煤矿防治水、环境地质、地热新能源开发利用，集科技研发、勘察设计、施工管理、投资运营于一体的科技型企业集团。

　　中国煤炭地质总局党委以中煤水文局为主体单位布局发展地热产业，地热产业成为中煤水文局三大核心主业之一。

　　开发地热资源首先要进行地质勘查，中煤水文局有着独特的先天优势，他们坚持“五水兴局”发展思路，转战大江南北，先后完成国家重点能源基地矿区供水、矿床水文地质、煤矿防治水、矿山环境评价与治理等大中型项目达3000多项，提交大、中型水文地质勘探报告1550余件，重点科研成果100余项，以专业的服务、出色的业绩确立了自身在国家大型煤炭基地水文地质调查领域的重要地位。

　　20世纪90年代，中煤水文局凭借自身水文地质专业优势，进入地热勘查及开发利用领域，先后在十多个省份开展了中深层地热水资源勘查与开发，施工300余眼优质地热井，取得了大量地热勘探技术成果，并成为中国地热与温泉产业技术创新联盟理事长单位，入选国资委创建“世界一流专业领军示范企业”名单。

　　中国煤炭地质总局亲自设计指挥中煤水文局集团迁址雄安新区、挂牌“中煤地热集团”。中煤水文局无论是在浅层地热能供暖制冷、中深层地热能开发利用方面，还是在深地高温干热岩勘查与施工方面，都取得了不俗的成绩，“取热不取水”技术更是“抢镜”世界地热大会。他们还参与了国资委未来产业与原创技术策源地研究。中煤水文局在构造控热研究与勘查评价、地源热泵技术、中深层“取热不取水”等关键技术方面取得重大突破。

　　科技创新

　　地热资源开发利用动能强劲

　　科技创新是产业发展的第一动力源。中煤水文局抓好顶层设计，抢抓地热产业发展机遇，高站位谋篇布局，把抓科技创新作为推动地热产业发展的“牛鼻子”。

　　浅层地热能利用规模化发展。中煤水文局是我国较早利用地源热泵技术的企业之一，拥有浅层地热能多层级（100~600米）开发利用技术。

　　在河北邯郸东部新城，中煤水文局提出“供暖，一吨煤也不烧”，结合新城区建设的能源需求进行提前规划和设计，以超前的创新思维将浅层地源热泵与城市规划相结合，实施的邯郸新区东湖浅层地热能开发与利用项目，将3818个地埋管钻孔施工在景观湖底，节约土地面积7.06万平方米，为周边城市建筑提供40万平方米的供暖能源，开启了“智慧+新能源”绿色采暖新模式。在河北工程大学附属医院地源热泵项目中，该局采用“筏板下地源热泵”供暖制冷技术，为医院提供17万平方米的供暖（制冷）能源，为浅层地热能规模化利用提供了新方向。

　　中煤水文局原创性研发了中深层“取热不取水”关键技术。中国工程院武强院士评价该技术“在不扰动地下热水系统实现保护性开采、提高地热供暖换热量方面取得系列科研成果，达到国内及国际先进水平，为地热资源可持续发展探索了新方向。”

　　2017年，中煤水文局提出在河北邯郸东部新城推广应用中深层地热供暖新理念，应用清洁能源解决河北工程大学新校区80平方米建筑面积的供暖制冷及热水等问题，开展了“取热不取水”关键技术研究，特别是利用复杂的定向钻探与精准对接工艺，钻探了我国第一眼垂直深度2500米、水平距离684米的大口径长距离换热U型对接井，其自主研发的“取热不取水”技术取得重大突破。该项目打造了第一个充分利用地热供暖的“无烟校区”，运行5年来，“取热不取水”U型对接井井底温度基本稳定，温度仅降低0.3～0.5 ℃，每年可节约燃气费170万元，在燃气价格逐步上涨的今天，更加凸显了地热新能源供暖的经济、环保优势。

　　该局还取得深部高温钻探丰硕成果，通过干热岩施工，获得高研磨性硬地层快速钻井技术、高温试验评价技术、高温固井技术等。

　　2018年，中煤水文局在青海贵德盆地成功施工了2眼干热岩井，其中ZR2井深度4721.60米，井底温度214℃，在干热岩选址、高温硬岩钻进等方面取得了系列成果，为干热岩基地建设奠定了坚实的基础。

　　产业发展

　　“地球的温暖”惠及民生

　　推动东北振兴是党中央作出的重大战略决策。在辽宁鞍山市，中煤水文局积极开展构造控热机理研究，采用遥感红外解译和地球化学温标等现代勘查技术，找到受郯庐大断裂控制的鞍山地区4个高温地热田，初步查明了地热田的分布规律，取得的科技成果和获得的地热资源量颠覆了人们对“地热”的认知，改变了原来“地热就是地热”的传统认识。他们积极倡导和树立“地热是温暖的能源，是清洁可再生能源”理念，开启了建设地热能源基地的新征程。

　　雄安新区是千年大计、国家大事。2020年，中煤水文局以综合评分第一名的成绩在11家竞标单位中胜出，承担了雄安新区容东片区中深层地热井项目8眼地热井的设计和施工任务，施工所在区域属于雾迷山灰岩地层，地质条件复杂，容易发生坍塌，导致掉块、埋钻事故。为解决地面狭小区域井底采灌平衡的难题，项目组采用“八字型”定向钻进采灌结合技术，通过开放式“取热不取水”工艺，成功实现了地热能的循环利用。作为3个标段中最后开工的队伍，他们却最早完成施工任务。2023年采暖季，该局施工的8眼地热井全部投入运营，为容东片区的100万平方米的住宅区送去了温暖。

　　近年来，中煤水文局相继实施了石家庄市藁城区400万平方米地热能供热改造、定州市农村煤改地源热泵规模化推广应用、陕煤集团建庄矿中深层地热“取热不取水”技术成果转化应用等项目，累计完成供暖制冷面积1500余万平方米，每年替代标准煤45万吨，减排二氧化碳118万吨，为打好“蓝天、碧水、净土”保卫战贡献了央企力量。

　　未来，作为雄安新区建设者，中煤水文局将高标准高质量服务雄安新区建设；努力攻克青海深部地热资源高矿化度地热水难以开发利用的技术难题。

　　“地热能利用将实现‘五化’发展，即：能源化高温地热发电，规模化建筑物供暖，专业化温泉沐浴休闲，特色化温室蔬菜瓜果种植、水产养殖，一体化的‘理疗+医疗’康养等战略性新型地热产业。”中煤水文局党委书记、局长蒋向明表示，将以集团落户雄安新区为发展新起点，科学推进“区域化+专业化”产业新布局，加快形成新质生产力，在城市工业化清洁用能和民生保障等领域大力发展地热能产业，推动地热产业高质量发展。