地熱資源具有節能、清潔和可再生的特點。21世紀以來,隨著國家加強對可再生能源的應用,地熱能開發利用逐步全國范圍內興起。特別是在2017年和2021年國家多部委聯合下發《關于加快淺層地熱能開發利用促進北方采暖地區燃煤減量替代的通知》《關于促進地熱能開發利用的若干意見》后,部分省份(如河北、上海、山東等)相繼出臺了有關支持地熱能開發利用的相關文件,掀起了利用水源熱泵開發地熱能資源的高潮。相關文件明確規定采用“密封式、無干擾井下換熱”地源熱泵技術、不取水的淺層地熱能項目(即“取熱不取水”項目)無需辦理采礦和取水許可證。涉及取水的地熱能項目應開展水資源論證,并向具有管轄權的水行政部門辦理取水許可。

現行《建設項目水資源論證導則》及相關規范性文件對取熱不耗水的地熱能開發項目取水許可審批、技術審查要點具體規定較少,且缺乏有針對性的統一尺度。目前,僅河南等少數省份出臺了《水熱型地熱供暖建設項目水資源論證規范》,目前國家層面尚無專門針對地熱能開發項目取用水,這一特殊行業的取水許可水資源論證技術導則,但以水源熱泵項目為代表的地熱能開發項目,獨有的取用水和退水特點又與普通取水項目存在較大差異,導致在地熱能開發項目取水許可審批過程中,存在審批部門、審批流程、審批方式、把握技術要點不明確等問題。下文在梳理有關法律法規的基礎上,結合多年工作經驗,對地熱能開發項目取水許可審查工作中需要重點把握的技術要點進行分析, 并提出合理建議,為地熱能開發項目取水許可審批提供了技術依據。

1 審批流程和管理機制

目前我國各地開展專門性的地熱能管理和保護方面的研究較少。取水項目的許可審批程序為:提交申請→水資源論證報告審查→批復→驗收→發取水許可證。地熱能開發項目取水許可審批在程序上相對于一般取水項目較為復雜,主要是因為涉及部門較多且增加了回灌方案的審查和驗收。由于前期職責不明確,部分地區水行政主管部門負責水資源論證的審查,自然資源部門負責回灌方案的審查, 一定程度上造成申報程序繁瑣。特別是在某些地區成立新成立了獨立的審批單位(如行政審批局), 地熱能開發項目取水許可審批程序和分工還未理順。

2021年國家頒布實施的《關于促進地熱能開發利用的若干意見》明確:自然資源主管部門負責組織開展地熱資源調查評價和礦權辦理工作;水行政主管部門負責取水許可審批和取用水管理,以及地下水抽取和回灌情況的監管;生態環境主管部門負責環境影響評價審查審批和水質監測的監督工作。 在國家大力支持地熱能開發利用的大環境下,各地應建立地熱能開發利用管理工作協調機制,根據實際情況對部門分工進行調整,理順審批程序和職責分工。各有關主管部門應采取集中審批、數據共享、多部門審批協同聯動等方式,優化審批流程, 提高審批效能。在已成立獨立審批單位(如行政審批局)的地區建議由行政審批部門牽頭,會同水利、 自然資源等主管部門實行一站式辦理。

2 審查要點

取水建設項目的水資源論證審查是取水許可審批的重要環節。地熱能開發項目水資源論證應根據有關政策和規定,對項目的取水、回灌方案,取用水合理性,水源可行性和可靠性,以及對項目所在周圍環境的影響等方面進行論證分析,并提出結論意見。此外,地熱能開發項目取水許可審批還應從以下幾個方面重點把握。

2.1 地熱能開發利用項目取水許可限制條件

國家有關文件明確要求各省應根據地下水禁采區和限采區的劃定工作劃定地熱水開發利用的禁止和限制取水范圍。目前僅有少數省份(如河北)劃定了禁止和限制取用地熱的范圍。《關于加快淺層地熱能開發利用促進北方采暖地區燃煤減量替代的通知》明確在地下水飲用水水源地及其保護區范圍內,禁止以保護的目標含水層作為熱泵水源;對于地下水禁止開采區禁采含水層及與其水力聯系密切的含水層、限制開采區的限采含水層,禁止將地下水作為熱泵水源;禁止以承壓含水層地下水作為熱泵水源。《關于促進地熱能開發利用的若干意見》 明確禁止在承壓水含水層、地下水超采區、地下水飲用水源保護區等開采淺層地熱水。《地下水管理條例》明確禁止在集中式地下水飲用水水源地建設需要取水的地熱能開發利用項目。禁止抽取難以更新的地下水用于需要取水的地熱能開發利用項目。 不滿足以上條件的新申請項目審批部門可不予許可。

除以上限制條件外,需要取水的地熱能開發利用項目必須符合經批準的地熱資源開發專項規劃, 并在劃定礦區范圍或簽訂采礦權出讓合同后方可申請取水許可。相關專業規劃包括但不限于市、縣地熱資源開發利用專業規劃、某某區塊地熱資源開發利用方案、某某區塊熱資源儲量報告、地質礦產資源總體規劃等等。取水申請人(或單位)和采礦權人(或單位)應為同一人。

2.2 回灌方案審查要點

不同于一般取水項目,作為退水環節的回灌方案審查是地熱能開發利用項目水資源論證審查的重點。《地下水管理條例》要求建設需要取水的地熱能開發利用項目,應當對取水和回灌進行計量,實行同一含水層等量取水和回灌,不得對地下水造成污染。所以在對回灌方案進行技術評審時,應著重審查等量、同層、保質,確保同一含水層的水量不減少、水位不下降、水質不降低。

地熱能開發項目在回灌時一般會有一定程度的損耗,所以“等量”不代表回灌率為100%。山東省出臺的《關于切實加強地熱資源保護和開發利用管理的通知》要求開采孔隙熱儲型地熱資源的回灌率不低于80%,開采巖溶熱儲型地熱資源的回灌率不低于90%。對于不同地區的實際回灌能力需要通過開展回灌試驗進行確定。各地可根據實際情況出臺相關具體規定。

“同層”確定的依據主要為井的設計柱狀圖和成井報告,特別是在驗收階段必須要求取水單位提供相關部門認可的成井報告,方可確定是否同層。 回灌方案可作為退水章節內容,但應提供單獨的回灌方案報告和回灌實驗數據。

回灌水質要符合相關要求。取熱不耗水項目如采用換熱器取熱封閉回灌的供暖項目一般不會出現水質污染情況。但在水資源論證中應分析論證回灌水對地下水水質,尤其是對地下水溫度場的變化。其他如溫泉洗浴項目,或用其他水源回灌的應提供有相關資質部門(CMA認證)出具的水質化驗報告。不能同質的回灌水質不得低于原生地熱水水質。地熱尾水回灌水質具體要求可參考《地熱尾水回灌技術規程》中規定的檢測要求。

2.3 開采和回灌井位布局的合理性

地熱能開發應明確地熱開發的井位布局。布局主要內容包括開采井和回灌井的數量、結構、分布以及與周圍建筑物的距離等。井的數量主要根據抽水試驗、回灌試驗分析出的出水能力、回灌能力以及高峰期用水量來確定。井的布置主要包括水源井之間的距離及其與周圍建筑物之間的距離等。

開采井和回灌井間距的確定既要考慮避免熱突破發生,又要保證明顯的水力聯系。如果間距過大,則對同層地熱水的補給效果不佳,而且管線布設過長,項目投資過高,若間距過小,則會發生熱突破,并使溫度較低的回灌水過早進入開采井,造成供暖質量下降。在水資源論證報告中應分析論證開采井和回灌井的合理距離,明確地面井距和斜井的投影井距。合理井距的確定除考慮熱補給半徑、降壓影響半徑外,還應考慮熱突破問題,計算一般采用熱突破公式計算(一般要求50年不出現熱突破)。對已建成運用的項目補辦取水許可申請需要用實際井距倒推不產生熱突破的年限。如果計算出的年限較小,如只有10年,那么該項目的使用年限僅為10年,許可證的批復年限也將不能超過10年。

2.4 取水量的確定

地熱能開發利用項目合理取水量應遵循以灌定采原則,依據專項規劃中確定的區域開發最低開采規模、開采總量控制規模來確定。已建成并運行的項目在審查階段要依據實際開采量和回灌量確定。其中,供暖項目應至少提供1個供暖季的開采、回灌數據。新建供暖項目:①根據供暖面積和單位面積熱負荷,計算出總的熱負荷量。②根據制熱量, 計算供暖最大循環用水流量。③項目需要的具體工作時間和年運行天數,計算出項目年用水總量。批復水量原則上應小于或等于采礦權量。另外,水源熱泵類型的地熱能開發項目對水量的需求,不僅僅是一個總量的需求,還要考慮其熱負荷在峰值時的瞬時最大流量的需求。所以,在水資源論證時, 不僅要論證總量能否滿足項目需求,還要論證瞬時流量能否滿足項目需求。

2.5 計量監測相關要求

《關于促進地熱能開發利用的若干意見》明確要求,地熱能開發利用單位應當安裝取水和回灌在線計量設施,并將計量數據實時傳輸到有管理權限的水行政主管部門。省級生態環境主管部門負責監督本地區地熱能供暖(制冷)項目業主開展地下熱水及回灌水質監測,按相關要求,定期報生態環境主管部門備案。取水許可審查時,對已建成運行的項目,應提供計量設施核驗證明材料和在線監測系統的聯網證明。新申請項目,應提供在線監測系統的聯網的承諾。取水許可驗收階段,應提供計量設施核驗證明材料和已安裝在線監測系統的聯網證明。在辦理取水許可證延續階段,還應提供定期對地下水進行化驗的相關證明材料。

3 結語

地熱能資源開發利用具有諸多優勢,但必須落實最嚴格水資源管理制度,保證地下水采補平衡。 行政審批主管部門應根據相關法律法規和規范標準,落實水資源管理制度和取水許可審批程序,嚴格進行水資源論證和取水許可審批,使地熱能開發利用項目的建設符合相關要求。各地應結合地下水限采區和禁采區的劃定,盡快組織開展地熱能資源限采區和禁采區劃定工作,加強對地下含水層動態監測,建立地下水動態監測體系,實行科學管理, 及時針對開發中出現的各種問題開展多學科綜合性研究,制定地熱能開發利用項目水資源論證導則和有關技術規范,有效保障地熱能開發項目的合理性和可持續性,同時保護地下水資源免受污染和過度開采。