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【關注領域】地熱能源應用淺析

發布者:信息員    發布時間:2019-10-21    分享到:

 

地熱源是指貯存在地球內部的可再生熱能,一般集中分布在構造板塊邊緣一帶,起源于地球的熔融巖漿和放射性物質的衰變。

地熱能的幾種表現型式

水熱型地熱,即地球淺處(地下100~4500m)所見的熱水或水熱蒸氣,例如溫泉、間歇泉。這些地下熱水和蒸汽,其實是大氣降水在地下深處被熱巖體加熱的結果。

干熱巖型地熱,即埋深至地下數千米,內部不存在流體或僅有少量地下流體的高溫巖體。

地壓型地熱,某些大型沉積盆地(或含油氣)深處(3000~6000m)存有大量高溫高壓流體。

熔巖地熱,即儲存在高溫(700~1200℃)熔融巖體中的巨大熱能,例如火山巖漿。

干熱巖清潔無污染,是友好型、親環境的可再生能源。石油、煤炭燃燒的排放物會造成霧霾、促進酸雨的形成,增加大氣二氧化碳的濃度,排放物中的汞還會污染水源。和火電、水電相比,干熱巖發電幾乎是零排放,開發安全,持續性好。與其他清潔能源相比干熱巖能夠實現穩定、可靠且安全的能源供應。

干熱巖地熱國際范圍儲量目前保守估計,在3000~10000米深處的地殼中,干熱巖所蘊含的能量相當于全球所有石油、天然氣和煤炭所蘊藏能量的300倍以上。中國地質科學院水文地質環境地質研究所國家“863”計劃項目“干熱巖地熱地質資源評價與開發技術研究”對我國陸區干熱巖資源潛力進行了估算,結果顯示,在中國干熱巖地熱能(3000~10000米)理論資源量相當于860萬億噸標準煤,如開采2%,則相當于2013年中國能源消費總量的5200倍。

 

2017年1月份由發改委、能源部、自然資源部提出《地熱能利用開發十三五規劃》,各省份均提出明確地熱能開發目標,陜西省重點開發明確試點區域:西安、咸陽、寶雞、渭南、銅川,十三五期間新增試點供暖面積4500萬平方米,《規劃》指出“完善現有地熱能開發模式,推行地熱能勘探、設計、建造以及運營一體化的開發模式,探索建立地熱能開發的特許經營權招標制度和政府和社會資本合作(PPP模式),同時放開城鎮供熱市場準入限制,引導地熱能開發企業進入城鎮供熱市場。”主要目標是探索出地熱能供暖市場化運營模式,初步建成地熱能供暖標準體系和監測體系,形成較為完善的地熱能供暖政策體系和規模化地熱能供暖市場,帶動地熱勘查開發和相關裝備制造業發展。

灃西新城——《中深層地熱能無干擾清潔供熱技術——干熱巖供熱技術》項目應用(干熱巖型地熱)

2015年9月,西咸新區首次引入干熱巖技術為居民提供清潔熱源,采用深層換熱技術,不取地下水,直接采集熱量用于建筑物供熱。項目率先在同德佳苑(一期)、釣魚臺安置小區12.4萬平方米建筑進行供熱、維護和管理,是全國首個干熱巖PPP項目。計劃實施西咸新區灃西新城干熱巖供熱項目(二期),主要項目包括灃潤和園、天福和園、康定和園、新業佳苑、同德公寓等。項目總投資約3.3億元,總建筑面積約181.6萬平方米。到2017年供暖季,灃西新城干熱巖供熱面積超200萬平方米,平均供熱溫度23度左右,極大推動新城治污降霾工作,改善區域內居民的居住條件,實現低碳環保、節能減排、治污減霾的目標,打造灃西新城“最溫暖”的民生工程。干熱巖供熱項目被評為2016年陜西省重點推廣的低碳技術項目之一、干熱巖供暖技術被國家發改委列為十大治污減霾技術。

2017年2月15日,國家發改委、環保部、國網公司就出臺北方地區清潔供暖支持政策,專程赴灃西調研。以綠色能源為主題,灃西新城發行了全國第一只16.7億元的城投平臺綠色債券。

 

河南萬江新能源集團有限公司——河南地熱項目(水熱型地熱

河南萬江新能源集團地熱供暖項目先后在三門峽市、周口市、安陽市、開封市、鄭州市、漯河市、菏澤市落地實施,其項目推進過程包括地質勘探、方案策劃、施工、運營等全流程服務,技術特點集中體現于 “依灌定采,采灌平衡,梯級利用,高效穩定”。設備從中深層(1000—3000米)獲取地熱水,利用梯級換熱技術將地熱水的熱量提取出來用于供暖,并將取熱后的尾水,還回到地下。整個系統封閉運行,只是交換了熱量,水質沒有發生變化,經回灌到地層,取熱不取水。

2013年企業率先與三門峽市陜州區合作探索水熱型-地熱能供暖模式,通過政府特許授權經營,由萬江統一規劃、設計、投資、建設、運營和管理,為用戶提供供暖服務。運營多年來,實現地熱能供暖面積230萬平方米,用戶室內采暖溫度普遍在22℃以上,當地反映良好。

2019北京世園會中國館地熱能應用(水熱型地熱

 

世園會國際館、中國館、溫室館三大能源站供能面積約為30萬平方米,其供熱、供冷可再生能源比例達到了60%以上為滿足園區內建筑空調系統用能需求,能源站冬季采用深層地熱+淺層地熱+水蓄能+燃氣鍋爐的復合式系統供熱;夏季則采用淺層地熱+水蓄能+冷水機組的復合式系統供冷。這種規律特性使得地熱供能系統比傳統空調系統的運行效率高,不僅節能,其運行費用更可節約20%以上。深層地熱能、淺層地熱能資源儲量大、開采條件優越,世園會三大主體建筑中國館、國際館、植物館充分應用延慶地區地熱清潔能源優勢,采用“地熱兩能(深層地熱能和淺層地熱能)+水蓄能+常規能源調峰”的能源方案,向世界展示了我國綠色發展新理念和生態文明建設成果。


(科技投創部)

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