1、北京平原區地熱資源概況
北京平原地區面積約為6000km2，位于華北大平原的西北隅。北京平原地區存在著兩個明顯的斷陷帶：平原中部的北京疊斷陷和東南部的大廠新斷陷。在這兩斷陷中，因巨厚的沉積物構成蓋層，下伏熱儲受周邊地下水的補給，依靠深部的地熱增溫，為地熱資源的運移與聚集提供了條件，形成熱儲盆地，構成北京地熱資源的主體；而兩斷陷間的隆起部位——大興疊隆起，因上覆蓋層薄，對地熱資源聚集不力。
根據勘查資料揭示，北京平原地區最具開發利用價值的熱儲為薊縣系碳酸鹽巖地層。薊縣系由鐵嶺組硅質白云巖（厚約330m）、洪水莊組頁巖（厚約80m）、霧迷山組硅質白云巖（完整厚度大于2000m）及楊莊組頁巖（厚度大于60m）構成，總厚度近3000m。熱儲層位主要由巨厚的霧迷山組硅質白云巖構成，次為鐵嶺組白云巖，因其厚度大、地層穩定、分布廣泛、裂隙巖溶發育，是地熱水運移的主要通道和儲存、富集的主要場所。
北京平原地區的地溫梯度變化具有明顯的特點：一是蓋層地溫梯度隨蓋層厚度的增加而減小。據熱儲頂板測溫資料統計：熱儲頂板埋深小于1000m時，蓋層平均地溫梯度為3.44℃/100m；而熱儲頂板埋深大于2500m時，其蓋層平均地溫梯度為2.09℃/100m。二是不同地層的地溫梯度有較大的差別，新生界及滲透性差的巖石地溫梯度大（3.0～4.0℃/100m），灰巖地溫梯度小（0.8～1.2℃/100m），其他地層的地溫梯度介于其間(1.8～2.2℃/100m)。
依據北京目前的地熱勘探開發程度并結合控熱地質構造，北京平原可劃分為10個地熱田。其中勘探程度較高、埋藏較淺、具有較好投資開發利用價值的有小湯山地熱田、北京東南城區地熱田、良鄉地熱田和李遂地熱田。經計算：北京平原每年可開采地熱水總量為1.087×108m3（按儲存熱水量的0.6%計算)，所含熱量為1.9×1013ｋJ；折合64.94×104t標準煤的發熱量。
2、北京地熱供暖開發現狀
北京地區地熱水主要用于供暖和洗浴兩大方面。其中供暖占據了較大的開采量。北京市地熱水供暖始于1975年，至2004年底，全市地熱水采暖單位已達25家，主要集中在城區地熱田和小湯山地熱田，啟用地熱井近40眼，采暖面積已超過80萬m2。
早期的地熱水供暖多采用直供直排方式，地熱水直接進入暖氣管道，產生腐蝕作用。供暖后的地熱尾水一般在40℃以上，除部分用于生活熱水外，絕大部分排入下水道，造成了很大的資源浪費。目前，在地熱供暖系統中多采用換熱器、熱泵和先進的末端散熱裝置，地熱水通過換熱器與暖氣循環水間接相隔換熱，不進入暖氣管道；利用熱泵回收地熱尾水中的余熱，增大地熱利用溫差；使用先進的末端散熱器提高供暖效率。這種多級間供方式既減少了地熱水的開采量，又提高了地熱能的利用率，收到了良好的效果。
此外，目前地熱水供暖主要采用“對井”（由一口抽水井和一口井回灌井組成）供暖方式，這種供暖方式幾乎不消耗地熱水。選擇適當的抽、灌井間距，并對回灌溫度進行合理控制（如大于25℃），不會出現地熱水溫度下降問題。
例如，北京崇文區郭莊北里地熱水供暖站（圖1），“對井”間距不足80m，地熱井出水溫度59℃，回灌溫度36℃左右，為小區2.5萬m2居民住宅供暖（末端散熱器為傳統四柱暖氣片）。2003年至2004年冬季地熱水日開采量平均近1000m3，連續兩年地熱水全部回灌，供暖系統運行正常，未出現水溫下降。
與其他供暖方式相比，地熱供暖具有如下顯著特點：
（1）清潔性。地熱（水）是一種非燃燒、無氣體排放的可再生的供暖熱源。從地下抽取的地熱水通過換熱器將暖氣管道內的循環水加熱后直接灌回地下。無燃燒和氣體排放過程，因而不造成任何大氣污染。
（2）低能耗。作為供暖熱源，地熱站所使用的電能僅僅是把地熱水抽出來和灌回去，雖然這一循環過程消耗了少量電力，但地熱水從地殼深部帶來的熱能卻是巨大的。若結合熱泵技術增加熱能利用溫差，降低回灌溫度（40℃以下），可進一步擴大供暖面積，效能比還將大幅提高。
（3）直接運行費用低。采用對井供暖方式，地熱站設備簡單易維修，管理人員少，消耗電能有限。以北京市北苑家園住宅小區為例，2004年冬季采用對井方式為20萬m2建筑物供暖（末端散熱器使用輻射式地板采暖），直接運行費用僅10元/m2左右，比燃煤鍋爐費用還要低。
近年來，北京市地熱主管部門不斷加強地熱水回灌管理，回灌的效果已經開始顯現。在目前25家地熱水供暖單位中，已有10家采用了“對井”回灌技術，供暖尾水實時回灌到同一熱儲層中去，全市年回灌量近100萬m3。據2004～2005年同期水位動態觀測資料顯示，地熱水供暖較集中的小湯山熱田，采暖季的熱水水位與往年同期相比明顯趨緩，地熱水位基本未降。實踐證明，“對井”采暖方式是地熱資源真正的可持續利用方式，并且不受用傳統計算出的"可采資源量"的限制，在我市建立這種供暖系統，對于保護大氣環境，減少城市耗能、長久持續利用地熱水資源非常有益。
3、推進地熱供暖發展的建議
地熱供暖具有清潔、低耗、直接運行費少的優勢，但也存在初投資大的不利因素，這是阻礙地熱供暖發展的重要原因。北京平原地區地熱井深一般在2000～3000m，采用對井供暖方式，鉆兩眼熱水井，總進尺在5000m左右，需投資800萬元（1600元/m）；加上前期物探費和兩座地熱井站房的井口設施費用，總投資約900萬元。若再加熱泵系統，供暖面積可進一步擴大，但初投資將增至1000萬元以上。從以上粗略概算可以看出，地熱井建設費占據了很大比例，這已經成
為阻礙推廣地熱供暖發展的“瓶頸”。
地熱供暖是世界上許多國家新能源利用的一種常規方式，清潔環保、節能低耗，符合國家發展循環經濟、促進新能源利用的目標。在當前能源緊缺的情況下，北京既是全國最大的能源消耗城市之一，同時又是中低溫地熱資源非常豐富的城市。在北京平原因地制宜開發地熱資源用于供暖，既可發揮地熱供暖清潔環保、節能低耗的優勢，又可緩解冬季供暖高峰時期的能源緊張，預期的社會效益和經濟效益是十分明顯的。為此提出如下建議：
（1）實行規模化開發，發揮資源開發的整體效益，減少單井分散開采，地熱資源不能得到有效利用與合理配置的弊端。
如在地熱資源開采條件較好的地區，地熱田的開發要與城鎮建設相結合，統一規劃，整體開發，形成區域性地熱供暖網絡。
（2）地熱鉆井費用在地熱供暖系統中占據很大比重，是影響地熱供暖發展的主要障礙。因此，建議政府盡快建立專項基金，大力推進地熱供暖回灌，實行采灌結合，減少地熱水的消耗和對環境污染，提高地熱能的利用率，維護地熱資源的可持續利用。
基金由國家和地方政府共同籌資，國家從支持新能源發展的專項資金中劃撥，地方政府按適當比例配資。基金主要用于支持地質條件成熟、技術水平高、經濟效益好，有一定市場條件，能促進地區經濟發展，具有較大規模的地熱供暖項目以及相關技術的研發。由地方發改委、財政局、國土資源部門等組建地熱資源發展基金管理委員會共同對基金進行管理。使用基金開展地熱開發項目的實施單位，應具有較強的技術能力，良好的工作業績和市場信譽，較高經營管理水平。監管、按秩序規范運作，并保證基金的保值與增值。
