可再生能源发展史

第一条　为了推进本市节约能源工作，提高能源利用效率，保护环境，实施可持续发展战略，根据《中华人民共和国节约能源法》，结合本市的实际情况，制定本条例。第二条　本市行政区域内从事能源利用、管理和节能技术开发、应用活动的单位和个人，应当遵守本条例。第三条　节约能源是本市发展经济的一项长远战略方针。

节能工作应当遵循市场导向、结构优化、技术进步、降耗增效、依法管理的原则。第四条　市人民政府应当加强对节能工作的领导，制定政策，鼓励节约能源和研究开发节能技术以及开发利用新能源、可再生能源，支持发展低耗能的产业。第五条　市经济委员会是本市节能工作的行政主管部门，负责本条例的组织实施。

市发展计划委员会是本市节能计划编制的管理部门，负责组织编制本市节能发展规划和计划工作。

科学技术、质量技术监督、建设、农业、环境保护、统计等行政管理部门按照各自的职责，做好节能的相关工作。

区、县人民政府确定的节能行政主管部门负责管辖范围内节能的具体管理工作。第六条　市人民政府应当在财政预算中安排一定的节能资金。区、县人民政府应当根据实际情况安排节能资金。企业应当根据实际情况安排一定的节能资金。

节能资金应当专项用于节能措施和节能管理工作。第七条　固定资产投资工程项目，应当在可行性报告中有合理用能的专题论证。

工程项目审批部门在对年耗能一千吨标准煤或者年耗电三百万千瓦时以上的项目进行审批时，应当征求市节能行政主管部门意见；对达不到合理用能标准和节能设计规范要求的项目，不得批准建设。第八条　市节能行政主管部门应当加强对用能单位能源利用状况的监督检查，委托具有检验测试资格的单位依法对用能单位进行节能监督检测。

被检测的用能单位不得拒绝监督检测。拒绝检测的，视为不符合标准。

受市节能行政主管部门委托进行的能源利用监督检测项目，检测单位不得向被检测的用能单位收取检测费用，所需费用从政府安排的节能资金中列支。第九条　市节能行政主管部门应当会同有关部门制定企业生产过程中耗能较高产品的单位产品能耗限额。

单位产品能耗限额应当科学合理，并根据科学技术发展水平适时进行调整。

用能单位超过单位产品能耗限额的，由市节能行政主管部门责令用能单位限期治理，并可以按照超限额能源价值征收超限额使用能源补偿费。第十条　市和区、县统计行政管理部门应当会同同级有关部门，做好能源消费和利用状况的统计分析工作。

用能单位必须按照统计法律、法规的规定，准确、及时地向统计行政管理部门及有关部门报送能源消费和利用等方面的统计资料。第十一条　年综合能源消费总量五千吨标准煤以上的用能单位，为本市重点用能单位。

重点用能单位应当设能源管理岗位和能源管理人员。能源管理人员应当接受节能行政主管部门的业务培训和考核。

重点用能单位应当定期向市节能行政主管部门报送能源利用状况报告。第十二条　用能单位应当建立和健全节能工作管理制度，加强能源计量、统计等节能基础性工作。

用能单位应当运用科学管理方法和先进技术手段开展系统节能工作，制定并组织实施本单位节能计划和节能技术措施，合理有效地利用能源。第十三条　用能单位应当建立节能工作奖励制度，对在节能工作中取得节能效益的集体和个人，按照节能效益的一定比例给予奖励。第十四条　市节能行政主管部门和发展计划、科学技术、质量技术监督、建设、农业、环境保护等有关部门，应当确定并发布开发、推广、应用先进节能技术的重点和目录，组织实施节能示范工程。第十五条　用能单位新建或者改建锅炉、窑炉和其他耗能设备，必须采用国家和本市推广的节能设备和技术。

禁止使用国家和本市明令淘汰的用能设备和技术。第十六条　市人民政府应当制定政策，鼓励和支持下列节能行为：

（一）在铸造、锻造、电镀、热处理等高耗能行业，实行专业化、规模化生产的；

（二）开发工业生产中余热、余压和放散可燃气体的回收利用技术的；

（三）利用可再生资源或者垃圾、余热、余压和放散可燃气体发电的；

（四）供电单位对用电负荷的低谷期和高峰期实行分时定价的，用电单位利用低谷期电力负荷合理利用能源的；

（五）发展和使用清洁燃料和节能型的汽车、船舶等交通工具的；

（六）建设节能型建筑的；

（七）其他开发、推广节能技术和利用新能源的。

2、分布式光伏：对分布式光伏发电实行按照全电量补贴的政策，电价补贴标准为每千瓦时0.42元（含税，下同），通过可再生能源发展基金予以支付，由电网企业转付；其中，分布式光伏发电系统自用有余上网的电量，由电网企业按照当地燃煤机组标杆上网电价收购。

3、天津市级目前没有针对光伏项目特别指定其他的补贴电价政策。

靳宝珍 杨永江 李丹 刘斐 高亮

（天津地热勘查开发设计院）

摘要：本文旨在通过对天津地质背景和地温场分布特征的分析，对天津地区浅层地热能特征进行初步探讨，并对今后开展浅层地热能调查和研究提出几点建议，使其得到更为科学合理地开发。

如今成熟的热泵技术使浅层地热能的利用成为了现实，浅层地热能以其储量大、利用方便、对环境危害极小等优点，逐步登上了能源利用的大舞台，现今越来越多的目光转向了这个潜力巨大的能源宝库。这种很有市场前景的新能源，对缓解我国优质能源瓶颈和改善环境质量起到积极的作用。但是目前热泵系统的推广呈现出很大的盲目性，许多项目在没有对当地能储量情况进行充分调查评价的条件下，就匆匆上马，造成了地源热泵系统工作不正常，影响了地源热泵系统的进一步推广与应用。因此对浅层地热能的基础性研究是极具前瞻性的课题。

天津市依山傍海，地下蕴含着丰富的浅层地热能，30多年来地热工作者在地热研究领域进行了大量的勘查及相关研究工作，取得了丰硕的科研成果。但是由于科学技术水平等的限制，以往的地热能开发只侧重于40℃以上的地热水，对浅层地热能的研究几乎是一片空白。如今随着热泵等高新技术的发展，地热能的利用范围得到了很大拓展，潜能巨大的浅层地热能已不再沉睡，相关的利用已在多个示范工程中相继展开，而其基础性调查研究也成为用户及管理部门关注的焦点。

浅层地热能的形成与本区的地质背景是息息相关的，不同地区地层发育和构造特征不同，大地热流亦不相同，因此蕴含的能量也不尽相同。下面从天津地区地质构造特征、地温场特征分析全区浅层地热能的地质背景及特征。

1 地质背景

1.1 构造特征

天津在我国构造体系中，属于Ⅰ级构造单元华北准地台的北部，纵跨两个Ⅱ级构造单元，即燕山台褶带和华北断坳区，其间以宁河-宝坻断裂为界，断裂以北为基岩出露或浅埋区，属Ⅱ级构造单元燕山台褶带中段的次一级（Ⅲ级）构造单元蓟宝隆褶，该区发育的断裂以近东西向为主导。

宁河-宝坻断裂以南为平原区，属于Ⅱ级构造单元华北断坳区的东北部，分布于太行山隆起以东，燕山褶皱带以南，向东延伸于渤海，是中新生代形成的断陷、坳陷盆地，进一步划分自西而东分别为冀中坳陷、沧县隆起和黄骅坳陷三个Ⅲ级构造单元，其间分别以古近系缺失线和沧东断裂为界。断裂可划分为三组：北东－北北东向、北西向和近东西向。北北东向的断裂有沧东断裂、天津断裂、白塘口西断裂、白塘口断裂、白塘口东断裂，北西西向的断裂有海河断裂、汉沽断裂、宁河断裂，近东西向的断裂有王草庄断裂、牛蹄河断裂等。这些断裂活动最强烈的是北北东向断裂。当然，这是就总体相对特征而言，这几组断裂亦存在多期活动和相互切错特征。大部分断裂是继承性断裂，其总体特征为规模大、产状陡、切割深、倾向各异。东西向断裂一般南倾；北东—北北东向断裂大多倾向南东，部分倾向北西；北西向断裂一般倾向南西。这些断层多为正断层，或以正断活动为主，有的切穿了结晶基底和地壳，有的切穿了莫霍面而深达上地幔。这些断裂共同控制着盆地的发展和演化以及其内部的二、三级构造单元。这种隆起与坳陷相间排列及多期断裂的交叉分布构成了天津地质构造格局。

1.2 地层发育概况

天津北部地区主要为山区和基岩浅埋区，新生界地层较薄，一般200m左右；南部平原区由于新生代以来断陷活动强烈，使该区沉积了巨厚的新生界地层，相应的地层发育较全，为一套砂泥互层的碎屑沉积，从上至下分别为第四系、新近系的明化镇组和馆陶组、古近系的东营组和沙河街组及孔店组，冀中坳陷和黄骅坳陷新生界厚度多在3000m以上，而在沧县隆起区新生界厚度1000m左右；新生界之下发育从中生界至中新元古界基岩地层。

2 地温场特征

据多年来地热勘查成果，宁河-宝坻断裂以南新生界地层比较发育，厚度在800m以上，是较为理想的热储盖层，具备储存浅层地热能的条件。在已勘探的4km深度范围内，地壳浅部地温的分布状况受基岩凹凸相间的地质构造格局的控制，在平面上按一定的高低相间的带状特点展布，相对高温区与基岩凸起区一致，相对低温区与基岩凹陷区相对应。本区以地温梯度3.5℃/100m等值线为界，划分出十个地热异常区（图1），地热异常区的展布主要方向为北北东向，部分为北西向，而且大多分布在沧县隆起及拗陷中的凸起区。有些断裂深大断裂如海河断裂、沧东断裂、白塘口西断裂分别对山岭子地热异常区、万家码头地热异常区和王兰庄地热异常区的分布起着重要的控制作用。所以，地温场在平面的展布状态主要受地质构造的影响。

3 天津地区浅层地热能特征概况

宁河-宝坻断裂以北大部分为山区，只有少部分地区为基岩浅埋区，松散的新生界厚大多为100～300m，不利于热量的保持，另外由于受地下水强径流的干扰，使地温明显降低，与平原区正常的地热增温规律有明显的不同，造成了该区地温梯度普遍偏低，约2℃/100m，因此该地区浅层地能储量相对较小。

宁河-宝坻断裂以南的广大平原区，新生界地层在垂直方向上由地表向地下可划分出三个地温带：表层0～30m为变温带，其温度主要受太阳辐射热流、表层岩石和植被、建筑等因素的影响，有昼夜变化、年变化和多年变化周期，温度变幅随深度增加而减小，大约在30m深度为地温恒温带，基本不受气候影响，温度基本稳定在13.5℃左右；恒温带以下为地热增温带，其温度主要受地球深部热流、岩石热导率、地质构造、水文地质等因素的影响，总的规律是随着深度的增加地温亦增加，增加的幅度随着地温增温率的不同而有所差异。

图1 天津市地热异常区分布图

由地温场分布特征可以看出，宁河-宝坻断裂以南广大平原区储存有大量的浅层地热能，由于不同地区大地热流的分布不同，同等深度范围内其地热能储量和可再生的能量也不尽相同，在同等能量的需求中，在地热异常区的采集深度较浅，反之则相对较深。据统计全区地温梯度在2～6.31℃/100m，25℃地温埋深为168～605m，40℃地温埋深为349～1355m，参照区域上的热物理参数进行粗略估算，13.5～25℃地层蕴藏的热量约为3.6×1016kJ，折合标准煤1.23×109t标准煤，折合电能1.0×1013kW·h。当周期性地从恒温层及其以下浅层地层中提取能量时（冬季提取热量，夏季提取冷量），地温也会周期性的提供该种能量。

浅层地热能虽然储量巨大、可再生，但对于不同地域不同的水文地质条件，其开发利用还是要有选择的，采集的规模多大，用何种方式，开采能量不能过度，当这种提取超过一定的额度，地温也会像弹簧一样，发生不可恢复的“形变”，不仅影响经济性、安全性，还会造成地下水文地质条件的破坏。

综上所述，本区储存了十分丰富的浅层地热能，它作为一种清洁的低品位可再生能源，不仅地热能量是常年稳定的、天然的、可重复利用的，而且其潜能巨大，具有极大的环保性能，是不应被忽视的新能源。只要采集能量设计合理、工艺手段恰当，热泵系统的能量平衡是相对稳定的，开发利用浅层地热能有着广阔的前景。

4 浅层地热能调查评价工作过程中的几点建议

4.1 围绕查明浅层地热能特征及评价浅层地热能储量所需参数进行调查

由于天津地区蕴含浅层地能的层位不是以往地热工作的重点，所以缺乏第四系甚至明化镇组上段的资料，包括没有岩土密度、岩土比热、流体密度、平均比热容、岩土的孔隙度及其它热物理参数的准确数据，同时在地热井的物探测试工作中，对于500m以浅的层，基本没有进行过物探测井，对其岩性没有系统的资料可以利用，因此调查工作的布置应围绕查明浅层地热能特征及评价浅层地热能储量所需参数进行。需要的主要数据及参数为：地层岩性及分布范围、埋藏深度、垂向地温梯度的变化、岩土密度及比热容，岩土的孔隙度等。

4.2 全面收集全区基础性地质资料

在地温调查及相关研究工作中，收集资料是一个不容忽视的基础性工作，它对了解本区研究程度及工作布置起着至关重要的作用。主要是全面收集全区基础地质、构造地质、钻探（包括石油井、地热井及部分第四系井）、物探（包括数字地震、大地电磁测深、高精度重力、航磁）、化探、水文和地热勘查资料，并进行综合分析和整理，了解工作区工作程度及存在的问题，针对需要解决的问题布置工作量，避免重复工作。因为以往工作重点是深层地热井，而对第四系井及明化镇组上段顶部的资料不太关注，因此这方面资料的收集是一个重点，以分析本区地质构造特征及地层（尤其是13.5～40℃之间的地层岩性、分布、产状、埋深、厚度等）情况。

4.3 开展野外浅层地热能地质调查

野外调查是地质调查的主要手段，也是地温场调查的基础，因此该项目是调查工作必要的一个环节，通过对全区已有井孔的分布、取水段、取水层温度、浅层地热能利用现状及地能开采量进行调查，能更好地了解区内可利用工作现状，为各项工作的布置提供依据。

4.4 地球物理勘查

（1）现有物探成果的二次解译。利用人工地震、重磁及钻孔的物探测井等资料，分析区内地层发育情况，所处构造位置及断裂发育特征，查明断裂的活动性及其时代，以确定其对浅层地温的影响。在浅层地能的调查研究工作中，与以往工作不同的是物探工作侧重浅部，应首先结合近年来资料及其它工作对已有物探资料，尤其是重磁资料进行二次开发，然后在必要的地区布置适量的物探工作。

（2）大地热流值、地温场调查。在浅层地能的调查研究工作中，最为关键的参数之一是大地热流值，主要通过井孔温度测量等方法查明区内地温的空间变化规律，测量不同地层的地温梯度，同时采集相应层段的岩样，测定岩石的热导率。

5 钻探工作

在浅层地能调查研究工作中，如何取得比较合理的参数是解决问题的关键，而获得参数的方法可以利用已有钻孔，但有些是已有条件不能满足的，有的地区甚至是空白，比如垂向地温梯度及地层的热物理参数等资料严重缺乏，因此一般需要布置必要的钻探工作，钻探尽量与当地利用规划和需求相结合，钻孔应布置在有代表性的位置，据沉积物沉积环境的不同，从北到南，从西到东进行布置，目的是查明地层岩性、结构、构造、地温变化、热储渗透率、地热流体压力及其物理性质、化学组成，取得代表性的计算参数。

6 建立浅层地热能综合利用示范基地

浅层地热能调查工作中后期，有了阶段性成果后，为了促进成果社会化，应结合调查工作筹建浅层地热能综合利用的示范基地，设计供暖制冷面积，进行地点的选择、设备的购置安装与调试、运行情况的跟踪评价，最后提交综合调查研究评价报告，为热泵技术在本区的适用性提供范例。

如今能源已成为经济发展的“指南针”，天津地区浅层地热能丰富，对其进行调查研究与开发是当务之急，它必将为天津市可持续发展及环境保护作出积极贡献。

行业主要上市公司：目前国内新能源行业的上市公司主要有隆基绿能(601012)、晶澳科技(002459)、金风科技(002202)、三峡能源(600905)、晶科科技(601778)、长江电力(600900)和中国中车(601766)等。

本文核心内容：新能源行业市场规模、新能源行业发展现状、新能源行业竞争格局、新能源行业发展前景及趋势。

行业概况

1、定义

新能源又称非常规能源，一般指在新技术基础上，可系统地开发利用的可再生能源，包含了传统能源之外的各种能源形式。一般地说，常规能源是指技术上比较成熟且已被大规模利用的能源，而新能源则通常是指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。新能源主要包括水能、太阳能、风能、生物质能、地热能等。

根据国家统计局制定的《国民经济行业分类(GB/T

4754-2017)》，新能源行业被归入电力、热力生产和供应业(国统局代码D44)中的电力生产(D441)，包含的统计4级代码有D4413(水力发电)、D4415(风力发电)、D4416(太阳能发电)、D4417(生物质能发电)、D4418(其他电力生产)。

2、产业链剖析

新能源行业上游产业主要包括太阳能、光伏、水能和风能等新能源及可再生能源发电设备制造商，以及太阳能、光伏、水能和风能等新能源及可再生能源的组件及零部件制造商。其中：新能源发电设备制造主要包括太阳能发电设备和风力发电机组、可再生能源发电设备等，目前这一领域领先的上市企业有特变电工(600089)、迈为股份(300751)和中国中车(601766)等组件及零部件制造主要包括电力和光伏组件、太阳电池芯片、太阳电池组件、太阳能供电电源、光伏设备及元器件制造等。目前这一领域领先的上市企业有晶澳科技(002459)、天合光能(688599)和通威股份(600438)等。

新能源行业中游作为整条产业链的重要环节，主要包含氢能、光伏发电、风电和水电等能源供应商该领域目前的代表上市企业有隆基绿能(601012)、金风科技(002202)、三峡能源(600905)和长江电力(600900)等

新能源行业的下游产业主要包括新能源汽车、加氢站、充电桩和输变电等公共及个人应用领域。目前在新能源汽车行业，主要上市公司有比亚迪(002594)、上汽集团(600104)、广汽集团(601238)、东风汽车(600006)和北汽蓝谷(600773)等加氢站行业上市公司主要有蓝科高新(601798)、上海电气(601727)和美锦能源(000723)等电动汽车充电桩行业主要上市公司有特锐德(300001)、国电南瑞(600406)和万马股份(002276)等输变电行业上市公司主要有长缆科技(002897)、金杯电工(002553)和平高电气(600312)等。

我国新能源行业具体产业链布局如下图：

行业发展历程：行业处在突飞猛进阶段

新能源行业在促进社会经济可持续发展方面发挥了重要作用，根据我国“十五”规划至“十四五”规划期间，国家对新能源行业的支持政策经历了从“加快技术进步和机制创新”到“因地制宜，多元发展”再到“加快壮大新能源产业成为新的发展方向”的变化。

“十五”计划(2001-2005年)时期，国家层面提出加快技术进步和机制创新，推动新能源和可再生能源产业迅速发展从“十一五”规划(2006-2010年)开始，规划提出按照“因地制宜，多元发展”的原则，在继续加快小型水电和农网建设的同时，大力发展适宜村镇、农户使用的风电、生物质能、太阳能等可再生能源“十二五”(2011-2015年)时期，国家层面提出以风能、太阳能、生物质能利用为重点，大力发展可再生能源至“十三五”期间(2016-2020年)，合理把握新能源发展节奏，着力消化存量，优化发展增量，新建大型基地或项目应提前落实市场空间到“十四五”时期，根据《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》，国家在新能源的开发利用模式、加快构建适应新能源占比逐渐提高的新型电力系统、完善新能源项目建设管理、保障新能源发展用地用海需求和财政金融手段支持新能源发展等方面，对我国新能源行业的发展做出了全面指引。

行业政策背景：政策加持，行业发展迅速

近年来，国务院、国家发改委、国家能源局等多部门都陆续印发了支持、规范新能源行业的发展政策，内容涉及新能源行业的发展技术路线、产地建设规范、安全运行规范、能源发展机制和标杆上网电价等内容，2014-2022年6月，我国新能源行业重点政策及政策解读汇总如下：

注：查询时间截至2022年6月20日，下同。

行业发展现状

1、新能源发电装机容量逐年上升

2017-2021年新能源发电装机容量呈逐年上升趋势。2021年，我国新能源发电装机容量达到11.2亿千瓦，占总发电装机容量的47.10%。其中，水电装机3.91亿千瓦(其中抽水蓄能0.36亿千瓦)、风电装机3.28亿千瓦、光伏发电装机3.06亿千瓦、核能发电装机0.55亿千瓦、生物质发电装机0.38亿千瓦。

2、新能源发电量稳步增长

2017-2021年新能源发电量稳步增长，2021年，全国新能源发电量达2.89万亿千瓦时，较2020年增长11.63%，其中，水电13401亿千瓦时，同比下降1.1%风电6526亿千瓦时，同比增长40.5%光伏发电3259亿千瓦时，同比增长25.1%生物质发电1637亿千瓦时，同比增长23.6%。

3、新能源消费量分析

根据《bp世界能源统计年鉴》(2021)数据显示，2016-2020年，中国新能源消费量呈逐年上升的趋势，从2016年的16.2艾焦增长到2020年的23.18艾焦，复合年增长率达到9.37%。前瞻根据中国新能源行业发展态势初步核算得到，2021年中国新能源行业消费量约为25艾焦。

4、新能源行业消纳情况分析

2022年1月，全国新能源消纳监测预警中心发布2021年12月全国新能源并网消纳情况，其中风电利用率达到100%的省市有北京、天津、上海、江苏、浙江、安徽、福建、湖北、重庆、四川、西藏、广东、广西和海南光伏利用率达到100%的省市有北京、上海、江苏、浙江、安徽、福建、湖北、重庆、四川、广东、广西、海南、江西和湖南。

5、新能源发电占总发电比重逐年递增

根据中国电力企业联合会公布的数据显示，2017-2020年中国新能源发电占总发电比重呈逐年上升的趋势。2020年，中国新能源发电占总发电比重为34.9%，比2017年增长了5.3个百分点2021年，中国新能源发电占总发电比重达到35.6%，同比提高0.7个百分点。

行业竞争格局

因目前新能源行业可量化指标较多，故行业竞争格局中的区域竞争部分仅以：各省份可再生能源电力消纳占全社会用电量的比重进行比较企业竞争格局以：2021年各光伏企业光伏组件出货量2021年各风力发电企业新增装机容量和累计装机容量进行对比2020年各水力发电企业水电装机总量及水电发电量进行对比。

1、区域竞争：青海、四川和云南位列新能源行业第一竞争梯队

根据2021年6月国家能源局发布的《2020年度全国可再生能源电力发展监测评价报告》，30个省(区、市)中，可再生能源电力消纳占全社会用电量的比重超过80%以上的3个，分别为青海、四川和云南40-80%的6个，分别为甘肃、重庆、湖南、广西、湖北和贵州20-40%的10个，分别为上海、广东、吉林、宁夏、江西、陕西、黑龙江、新疆、河南和内蒙古小于20%的11个，分别为浙江、福建、山西、安徽、辽宁、江苏、北京、海南、天津、河北和山东。

注：截至2022年6月22日，国家能源局尚未发布2021年全国可再生能源电力发展监测评价报告。

2、企业竞争格局分析

(1)光伏行业竞争格局

根据PV-Tech发布的《2021年全球组件供应商top10》，以光伏组件出货量来看，2021年光伏组件出货量前十名厂商中，中国企业包揽八席，隆基绿能、天合光能、晶澳科技依次位居2021年组件出货量全球排名前三，光伏组件出货量分别为38.52GW、24.80GW和24.069GW。据PV-Tech介绍，2021年全球光伏行业实现跨越式发展，光伏行业整体产能和出货量均超过190GW前十大组件供应商出货量超过160吉瓦，市场份额超过90%。

(2)风力发电行业竞争格局

中国可再生能源学会风能专业委员会发布的《2021年中国风电吊装容量统计简报》数据显示，新增装机容量方面，2021年中国风电市场有新增装机的整机制造企业共17家，新增装机容量5592万千瓦，排名前5家市场份额合计为69.3%，排名前10家市场份额合计为95.1%累计装机容量方面，2021年前5家整机制造企业累计装机市场份额合计达为57.3%，前10家整机制造企业累计装机市场份额合计达到81.8%其中，金风科技累计装机容量超过8000万千瓦，占国内市场的23.4%远景能源和明阳智能累计装机容量均超过3000万千瓦，占比分别为11.1%和9.6%。

(3)水力发电行业竞争格局

因存在严格的行政准入门槛、资金门槛和技术门槛等，目前，我国水电行业运营企业的数量不多，主要大型集团包括：长江电力、华能集团、华电集团、大唐集团、国家电投和国家能源等。根据企业的公开数据以及国家统计局数据计算，2020年按在水电装机总容量分析，长江电力的市场份额达12.32%，其余五大集团的市占率均在5-7.5%之间。按照水电发电量分析，长江电力的市场份额达16.75%，其余五大集团的市占率均在5.5-8.5%之间。

注：截至2022年6月22日，除大唐集团外的其他五大能源集团均为公布2021年社会责任报告，故此处仅以2020年数据为例，对我国水电行业市场竞争格局进行分析。

行业发展前景及趋势预测

1、“十四五”时期保障新能源发展用地用海需求，财政金融手段支持新能源发展

近年来，我国以风电、光伏发电为代表的新能源发展成效显著，装机规模稳居全球首位，发电量占比稳步提升，成本快速下降，已基本进入平价无补贴发展的新阶段。同时，新能源开发利用仍存在电力系统对大规模高比例新能源接网和消纳的适应性不足、土地资源约束明显等制约因素。2022年5月14日，国家发展改革委、国家能源局发布《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》(以下简称“《实施方案》”)《实施方案》在新能源的开发利用模式、加快构建适应新能源占比逐渐提高的新型电力系统、完善新能源项目建设管理、保障新能源发展用地用海需求和财政金融手段支持新能源发展等方面做出了全面指引：

《实施方案》坚持统筹新能源开发和利用，坚持分布式和集中式并举，突出模式和制度创新，在四个方面提出了新能源开发利用的举措，推动全民参与和共享发展：

传统电力系统是以化石能源为主来打造规划设计理念和调度运行规则等。实现碳达峰碳中和，必须加快构建新型电力系统，适应新能源比例持续提高的要求，在规划理念革新、硬件设施配置、运行方式变革、体制机制创新上做系统性安排：

鉴于新能源项目点多面广、单体规模小、建设周期短等，《实施方案》立足新能源项目建设的规模化、市场化发展需求，继续深化“放管服”改革，重点在简化管理程序、提升服务水平上：

经过多年发展，我国已经形成了较为完善并具有一定优势的新能源产业链体系。新形势下，我国新能源产业必须强化创新驱动，统筹发展与安全，促进形成以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局。为此，《实施方案》从提升技术创新能力、保障产业链供应链安全、提高国际化水平等方面支持引导新能源产业健康有序发展：

与传统能源相比，新能源能量密度较低，占地面积大。随着新能源规模快速扩大，土地资源已经成为影响新能源发展的重要因素。《实施方案》进一步强化新能源发展用地用海保障，通过明确用地管理政策、规范税费征收、提高空间资源利用率、推广生态修复类新能源项目等措施，推动解决制约新能源行业发展的用地困境：

“十四五”风光等主要新能源已实现平价无补贴上网，财政政策支持的方向和模式需要与时俱进，金融支持政策力度需要加大，进一步发挥财政、金融政策的作用。《实施方案》提出三方面政策举措：

2、“十四五”新能源行业发展趋势：基础设施建设能力显著提高，向国际一流水平迈进

作为绿色低碳能源，新能源是我国多轮驱动能源供应体系的重要组成部分，对于改善能源结构、保护生态环境、应对气候变化、实现经济社会可持续发展具有重要意义。

国家能源局新能源和可再生能源司司长李创军表示，在“十三五”的基础上，“十四五”期间可再生能源年均装机规模还将有大幅度的提升，到“十四五”末可再生能源的发电装机占我国电力总装机的比例将超过50%，据此，前瞻初步预测至2025年末，我国新能源装机容量可达到17亿千瓦，至2027年末，我国新能源装机容量或将达到21亿千瓦。

随着新能源装机量的稳步增长，预计至2027年我国光伏、风能、水能、火电等新能源发电量也将随之进一步高增，前瞻根据近年来我国新能源发电量以及新能源行业发展趋势初步预测至2025年末，我国新能源发电量可达到4.28万亿千瓦时，至2027年末，新能源发电量或将突破5.20万亿千瓦时。

更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国新能源行业发展前景与投资战略规划分析报告》。

陶庆法 胡杰

（国土资源部地质环境司）

1 概述

地球的内部是一个巨大的热源库，蕴藏着无比巨大的热能。浅层地热能是地球热能的重要组成部分，通常是指位于地球表层变温层之下，蕴藏在地壳浅部岩（土）体中的低温地热资源，其热能主要来自地球深部的热传导。浅层地热能的温度略高于当地平均气温3～5℃，温度比较稳定，分布广泛，开发利用方便。具有十分广阔的开发利用前景。浅层地热能的利用，主要是通过热泵技术的热交换方式，将赋存于地层中的低位热源转化为可以利用的高位热源，既可以供热，又可以制冷。目前浅层地热能的可经济开采利用的深度一般小于200m。

热泵技术的不断完善与广泛应用，为浅层地热能的开发利用提供了条件。用于浅层地热能开发利用的热泵系统，统称为“地源热泵系统”，它是以岩土体、地下水（或地表水）为低温热源，由水源热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成的供热空调系统，是一种节能环保的空调系统。根据地热能交换形式的不同，地源热泵系统分为地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统。

地源热泵技术是一种利用浅层地热能的既可以取热供暖又可以取冷制冷的高效节能的空调技术。其工作原理是利用地下常温土壤或地下水温度相对稳定的特性，通过输入少量的高品位电能，运用埋藏于建筑物周围的管路系统或地下水与建筑物内部进行热交换，实现低品位热能向高品位转移的冷暖两用空调系统。它由水循环系统、热交换器、地源热泵机组和控制系统组成。冬季代替锅炉从土壤中取热，以30～40℃左右热风向建筑物供暖，夏季代替普通空调向土壤排热，以10～17℃左右冷风给建筑物制冷。同时，还能供应生活用热水。

国内外大量实例表明，采用地源热泵系统开发利用浅层地热能对建筑物进行供暖空调，具有取用方便、无污染、运行费用低等特点。浅层地热能是理想的“绿色环保能源”，热泵技术是“绿色环保技术”，其主要特点是：

（1）资源可持续利用。浅部地热能储层像一个巨大的热能调蓄器，利用热泵系统给建筑物供暖、空调，冬季从地层中取出热量给建筑物供暖，夏季吸收建筑物的热量释放到地层中储存，这样，全年中建筑物冬季采暖所需的热量，总体上可与来自地球深部的传导热量和夏季储存的热量实现平衡，使浅层地热能源能够实现可持续利用。

（2）高效节能。由于浅层地温略高于当地平均气温，比较恒定，冬季供热时温度比环境温度高，所以热泵循环的蒸发温度提高，能效比提高；夏季供冷时，温度比环境温度低，冷却效果提高，机组效率也提高。地源热泵的制冷制热系数可达4.0以上。与传统的空气源热泵相比，高出40%左右，其运行费用仅为普通中央空调的50%～60%，与电热锅炉和电热膜供热相比，可节约70%左右的电能。

（3）无环境污染。地源热泵运行时，除了消耗少量的电能外，需要的仅仅是与地下岩土层（含岩石、土层和空隙中的水）进行热量交换的循环水或其它液体，基本不消耗水、不排泄废物，不对周围环境产生任何污染。

（4）运行费用低。维修量少、自动化程度高，运行费一般只相当于普通供暖空调费用的30%～70%。

（5）一机多用。一套地源热泵就可以实现供热、供冷和生活热水供应，可代替原来的锅炉加空调两套系统，一次性投资降低。

（6）节省土地资源。地源热泵除主机和循环水泵外，没有其它安装设备。与锅炉房相比，省去了水处理间、风机间、烟囱、煤场和渣土场，节约了土地资源。

（7）运行灵活、稳定可靠、使用寿命长：每台机组可独立运行，个别机组发生故障不会影响整个系统的运行。机组运行工况稳定，不受环境温度变化的影响，冬季不需要除霜。热泵的运转部件少，基本上不需要维修，运行稳定可靠，使用寿命可达20年。

（8）自动化程度高：地源热泵一般是全电脑控制，可根据外部负荷的变化，调整压缩机的工作数量，并设有压缩机超温保护、断水保护等多种保护措施，可实现无人值守。

（9）用途广泛：从严寒地区至热带地区均适用。

（10）易于管理。可实现机组独立装表、计费，方便对整个系统的管理。

地源热泵系统的应用受当地水文地质条件的制约。地区的水文地质条件决定了采用地源热泵供暖、空调的可能性及其利用的方式。就一般而论，在地下水位埋藏不深，含水层厚度较大、渗透性能较强、易于回灌的地区，适宜采用以地下水源为载体的地源热泵；在地下水位埋藏浅，松散层厚度大、但渗透差、不易回灌的砂、土层分布地区，适宜采用垂直埋管式地源热泵；地下水位埋藏深，松散层厚度小、岩土层渗透性弱、不具备开采地下水的岩石地区，不适宜采用地源热泵。

2 国际地源热泵技术与浅层地热能应用发展趋势

“热泵”的概念，1912年由瑞士人提出，1946年第一个热泵系统在美国俄勒冈州诞生。1974年起，瑞士、荷兰和瑞典等国家政府逐步资助建立示范工程。20世纪80年代后期，热泵技术日臻成熟。在过去的10年时间里，大约30个国家的热泵平均增长速率达到10%，在国际社会中，由于其在减少二氧化碳方面得到普遍认可而受到广泛重视。

目前，利用热泵技术开发利用浅层地热能较好的国家有美国、北欧、瑞典、瑞士和德国，已有大量装机的国家有加拿大、奥地利、法国和荷兰，开始重视和推广应用的国家有中国、日本、俄罗斯、英国、挪威、丹麦、爱尔兰、澳大利亚、波兰、罗马尼亚、土耳其、韩国、意大利、阿根廷、智利、伊朗等国。

热泵增长较快的主要还是在美国和欧洲。目前全世界装机容量可能接近10100MWt，年均利用能量约59000TJ（16470GWh），实际安装的机组量约900000个，据不完全的统计，目前地源热泵装机容量居多的国家依次是美国、瑞典、德国、瑞士、加拿大、澳大利亚（见表1）。

表1 利用地源热泵装机容量居多的国家

在美国，每年接近安装5万～6万套热泵机组，超过600个学校安装了热泵系统进行供暖和制冷。在瑞士，由于高原气候条件，冬天日照少，水源热泵系统已经以每年15%的速度快速增长。目前，瑞士有超过25万台热泵系统在运行，成为世界上利用热泵密度最大的国家。在英国，尽管地质条件非常复杂。但是热泵技术也从非常小的起步发展到遍及整个英国。涉及领域有：私人建筑、房地产开发、公共设施等。目前，瑞典的地源热泵安装基本占总需求负荷的60%，尤其是进入到21世纪之后，瑞典的热泵安装增长更为迅速，仅2001年热泵销售就突破25000台。澳大利亚虽然大部分国土位于热带，但是引入热泵的数量也达到23000多套。

地源热泵在日、韩、美和中欧、北欧应用较为普遍。据1999年的统计，在住宅供热装置中，地源热泵所占比例，瑞士96%，奥地利38%，丹麦27%。美国1998年地源热泵系统在新建筑中占30%，且以10%的速度稳步增长。其中最著名的地源热泵工程有肯塔基州路易斯威尔的滨水区办公大楼，服务面积15.8×104m2，每月节省运行费用25000美元。随着该项技术的应用发展，其组织的研究也迅速发展。据有关资料介绍，日本国研究出的高温水地源热泵，出水温度达到80～150℃，且其制热系数COP高达8.0。

由于地源热泵技术的日趋成熟，有力地促进了浅层地热能的广泛利用。近几年来，各国浅层地热能的开发利用规模和发展速度都在快速增长。从国外发展趋势看，开发利用浅层地热能（蕴藏于地球浅部岩土体中的低温能源），将是地热资源开发利用的主流和方向。

3 我国浅层地热能开发利用现状

我国的热泵研究始于20世纪50年代，天津大学热能研究所的吕灿仁教授在1954年开展了我国热泵的研究，1965年研制成功国内第一台水冷式热泵机组。但由于多种原因，发展缓慢，直到80年代末90年代初，相关领域开始了新一轮的研究。进入21世纪以来，我国在热泵模型仿真、试验装置、能耗评价以及系统材质研究等方面取得了一批显著成果。随着传统能源的紧缺和人们对开发新能源和再生能源的重视以及热泵技术的日益成熟，热泵技术及浅层低品位地热能的开发利用得到了快速发展。

我国政府十分重视热泵技术和浅层地热能的开发利用工作。1994年3月国务院批准了《中国21世纪议程下的可持续能源计划》。1997年11月原国家科委与美国能源部在北京签署了《关于地热能源生产与应用的合作协议书》，中美两国政府开始了可再生能源领域的技术合作。1998年11月，开始实施《中美两国政府合作推广美国土-气型地源热泵技术工作计划书》，确定了北京计科地源热泵科技有限公司、上海鼎达能源公司、广州信利达公司为中美两国政府地源热泵合作项目的执行单位。按照该计划，1999年正式启动了北京嘉和园国际公寓、宁波服装厂厂房楼、广州松田学院教学主楼三处示范性工程，建筑总面积13．238万m2，其中北京嘉和园国际公寓面积最大，达8．8万m2。2000年6月，由中国科学技术部在北京主办了“美国土-气型地源热泵技术交流大会”，进一步推动了热泵技术的运用。据统计，到2003年底，仅北京计科公司，已建成土-气$#

北京是我国应用地源热泵技术开采浅层地热能对建筑物进行供暖空调较早且发展最快的地区之一。近几年来，采用浅层地热能为建筑物供暖空调的工程数量迅速增加。到2004年底，北京已有200多个单位总计420万m2的建筑面积利用浅层地热能供暖或供冷。其建筑物类型有普通住宅、办公大楼、高级宾馆，也有学校、幼儿园、商场、医院、敬老院、档案馆、体育场馆、厂房、污水场站，景观水池等。其中，地下水地源热泵系统最大单项工程建筑面积达18万m2，地埋管地源热泵系统（又称土壤源热泵系统）最大单项工程建筑面积也已达13万m2。目前由华清地热集团正在实施的地埋管地源热泵系统单项工程——用友软件园，供暖空调面积将达到20万m2。几处代表性的地源热泵供暖空调工程项目见表2。

表2 北京代表性的地源热泵供暖空调工程项目简介

天津也是我国应用地源热泵系统供暖空调较早的地区之一。近年来，已先后在天津开发区第十八大街海滨大道发展公司、天津地矿珠宝公司、天津市中心海河商贸区古文化街等地建立了地源热泵系统供暖空调项目。目前，正在快速发展中。

河南、内蒙古、山东、广东、安徽等地也都开始了开发利用浅层地热能的探索和试点。随着我国能源结构政策的调整，以燃煤和耗电为主的锅炉采暖、空气源热泵供冷的传统方式，将会被更加高效的以浅层地热能为热源（或冷源）的地源热泵供暖（或供冷）方式所取代。随着地源热泵技术的逐步完善，浅层地热能必将成为我国今后一段时期地热能开发利用中的最普遍最主要的能源。在我国建筑物供暖（或供冷）中，浅层地热能所占的比重也将愈来愈高。

4 存在的主要问题

地源热泵技术及其浅层地热能的开发利用，虽然在我国取得了明显成效，但由于发展时间短，总体上还处于起步阶段，地区发展很不平衡，存在的一些问题也日益显现，需要我们认真研究和解决，否则将直接影响着浅层地热资源的科学开发和持续利用。主要问题是：

（1）社会认知程度低。当前社会对浅层地热能资源的认知程度还很低，人们对赋存于地壳表层丰富的浅层地热能资源和特点及其热泵技术了解不多，甚至相当一部分专业设计单位的人员对此也缺乏了解，直接影响浅层地热能这一新型能源的广泛应用。

（2）开发技术水平不高。适合我国特点并满足不同要求的地源热泵系列产品尚未形成，有待积极开发；地源热泵供暖空调项目专业设计人员普遍缺乏，系统设计不匹配和偏保守的问题较突出。土壤埋管换热计算理论还不成熟，缺乏设计标准，工程质量难以保证，广泛应用受到限制。

（3）开发利用工程与资源勘查评价工作脱节，存在一定的盲目性。水文地质条件决定了浅层地热能的开发利用方式和规模。但目前浅层地热能的开发与勘查评价工作大多存在脱节问题，有的开发利用方案的选定缺乏科学依据，开发规模与资源条件不匹配，存在盲目性，导致工程效益不高，工程成功率偏低。因此，浅层地热能的开发利用必须建立在水文地质勘查评价工作的基础上，应对浅层地热能开发利用的可行性、适宜性及开发利用容量进行评价，因地制宜地制定开发利用方案，选定热泵系统类型（是地埋管地源热泵还是地下水型地源热泵等），确定埋管深度、密度等科学数据。

对已经开发利用浅层地热能的工程和地区，大多没有对其影响范围内环境地质体中的岩土体温度、地下水温度及其水质等进行监测，也没有及时分析地热能场的变化规律及开展环境影响评价工作，对未来的变化趋势更是心中无数。

（4）浅层地热能开发利用的技术标准、规范滞后。目前尚缺乏《浅层地热能勘查评价》、《浅层地热能地质环境境影响评价》等技术规范，使勘查评价工作缺乏标准，方法不统一。工程的设计缺乏系统的设计规范，大都处在无标准可依的状态。对开发单位缺乏资质管理，实施的工程也缺乏必要的论证程序。浅层地热能供热（或供冷）是一项系统工程，地上暖通空调系统与地下资源勘查评价及井位、埋管系统的设计、施工等环节，是有机的整体，各专业之间必须统一设计施工，协同作业。否则，浅层地热能供暖（或供冷）工程将会造成热泵系统不匹配或匹配程度差，成功率低的不良后果。

（5）相关技术研发滞后。由于浅层地热能开发利用在我国时间短，一些配套的技术措施和检测设备还跟不上。如深层岩土热物性测试技术和仪器研发、不同区域地下传热模型模拟试验研究、地埋管换热器的传热强化、系统设计软件开发、地源热泵仿真及最佳匹配参数的研究、高性能回填材料的研究等，亟待开发和研制。

（6）缺少必要的扶持和激励政策。浅层地热能资源开发利用潜力很大，资源的可再生、无污染，是任何化石燃料所不能替代的。但初期一次性投入也较大，要取得经济上的规模效益，需要各级政府在财税等政策上予以扶持，否则，全面推广和应用受到一定的限制。就全国而言，目前仅有北京市，出台了鼓励政策，对用热泵技术进行供暖（供冷）的，市财政按照其受益的建筑物面积给以补助。但有些地区不但没有鼓励政策，反而出台了限制政策，如不仅对取出的地下源水收费，而且对回灌到地下的源水还再次收费，增加了企业负担，使企业利用浅层地热能的节能、环保效果未能在经济效益上得到体现，因而大大限制了热泵技术和浅层地热能的利用和发展。

5 对策

浅层地热能的开发利用已逐渐在我国兴起，并呈快速增长之势，近几年，其在用于供暖（空调）方面的发展速度已超过传统意义上的地热资源，随着人们认识水平的提高和示范工程的引鉴，对其开发利用会引起更多人的关注，也将会有越来越多的建筑物供暖空调项目采用浅层地热能资源。为促进浅层地热能资源的合理开发利用，必须采取如下对策措施。

（1）积极开展浅层地热能资源勘查评价，制定开发利用总体发展规划。浅层地热能资源普遍存在于地球表部，分布广泛、取用方便，具有广阔的利用前景已是不争的事实，但采用何种方式开发、可能利用的量、长期利用后对环境的影响程度等，则受到当地具体水文地质条件（地下水埋藏条件，地层结构、含水地层的渗透性、地下水水质等）的限制，只有这些条件查清楚，才能对浅层地热能的利用方式做出正确的选择。就一个地区而论，也才能对适宜浅层地热能开发利用的地区、不同利用方式的地段、可能的利用规模、潜在的环境地质问题等做出合理的判断。

部署开展区域浅层地热能资源勘查评价工作。当前，应先从平原区的重点城市起步，开展以1∶10万比例尺精度为主体的勘查评价工作。以原来开展的水文地质勘查成果为基础，补充必要的获取岩土体热传导率、渗透率等参数的勘查工作。勘查工作深度一般控制在200m以浅。

在勘查评价的基础上，编制浅层地热能开发利用规划，进行合理布局，确定适宜开发利用的地区、圈定不同利用方式（地下水、地埋管）的地段、提出合理的开发利用规模、防治地质灾害和环境地质问题的措施等。

（2）推动示范工程的建设，带动地区浅层地热能资源的开发利用。我国南北差异大，地质条件复杂，浅层地热能在一个地区成功应用的经验受地区具体条件的限制，并不能完全适用于其他地区。不同方式的利用经验，也有其特性和相应的利用模式。浅层地热能在一个地区的推广应用，除了吸收普遍的经验外，更重要的是应结合地区具体的条件，建立符合本地实际的示范性工程，摸索方法、总结经验，推广应用，带动面上的开发利用。

（3）依靠科技进步和创新，提高浅层地热能应用技术水平。浅层地热能利用涉及到资源勘查评价、地下换热、热泵、建筑物内供热（供冷）系统、自动控制等诸方面的配套技术，涉及多学科相互联系、借鉴的应用技术，既需要自身的提高，也需要相互协调配合方面的强化和提高。当前，尤其应加强地下换热技术，适合我国特点和需要的地源热泵产品研制及产品的系列化、标准化，系统设计优化和相关仪器的研制等，以推动整体技术水平的提高。

（4）出台相关政策、激励浅层地热能资源的开发利用：浅层地热能开发利用初投资较高，但运行管理费用低并具有清洁、高效、节能的特点，是具有很好的开发前景和可持续利用的清洁能源，政府应出台相关政策、法规，支持、鼓励浅层地热能资源的开发利用。各级地方政府可以参照北京市政府的做法，对用地热能供暖（或供冷）的，可以按照建成的供暖（或供冷）的建筑面积，财政上给以补贴，以此支持和鼓励热泵技术的推广应用，推进浅层地热能的开发和利用。建议中央财政在可再生能源发展专项资金中，安排一部分资金专门支持和鼓励示范区的浅层地热能的开发利用。

（5）制定相关的技术标准、规范，规范浅层地热能资源的开发利用。2005年11月建设部、国家质检局已联合发布了GB50366-2005地源热泵系统工程技术规范，该规范适用于以岩土体、地下水、地表水为低温热源，以水或添加防冻剂的水溶液为传热介质，采用蒸汽压缩机热泵技术进行供热、空调或加热生活热水的系统工程设计、施工及验收。它的发布与实施，将有利于浅层地热能开发利用工程设计质量的统一。当前，亟需制定和出台浅层地热能勘查评价、浅层地热能地质环境影响评价等技术规范和标准，以规范浅层地热能资源的勘查评价、地源热泵埋管设计、地质环境影响评价等行为，提高浅层地热能的开发利用水平。

（6）开展浅层地热能开发利用示范工程地下换热系统动态监测工作。在已开发利用浅层地热能的地区，选择不同类型的开发利用典型地区，开展地下换热系统的动态监测，进行地下场地水、热均衡动态长期监测和研究，积累数据，为浅层地热能的评价、地下换热系统工程的优化设计、完善标准、保护资源环境提供依据。

（7）建立和完善浅层地热能开发利用数据库及信息系统：浅层地热能开发利用的地下换热系统工程深埋地下，是永久性工程，有的地面建筑物消失了，地下换热系统（地埋管、水源井等）还将长期保存于地下深处，对当地环境和后人的生产、生活等活动有潜在的影响。为加强浅层地热能开发利用的管理与资源的保护，应及早建立全国及省（区、市）浅层地热能开发利用地下热交换工程数据库及信息系统。