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中深层无干扰地热供热技术——地热能供暖可以这么简单
来源:地大热能 2019-04-10
  位于陕西西咸新区同文路与同德路交叉口的同德佳苑是一个新建住宅小区,小区环境优美,板楼、高层错落有致。记者在小区一户居民家中看到温度计指向24摄氏度,而当时室外气温已至零下。与任何一个北方居民住宅一样,屋内的温暖如春和室外的严寒形成鲜明对比,但不同的是,这个小区的供暖来自一种新型的清洁供暖方式——中深层无干扰地热供热技术。
  中深层无干扰地热供热技术俗称“干热岩供暖”。近日,记者在陕西省采访时了解到,陕西西咸新区和西安市的部分地区已开始推广干热岩供暖。干热岩属于地热供暖,但它不抽取地下热水,也不使用地下水,清洁环保、稳定可靠,在经济和环保方面优势明显。
  干热岩引领西咸供暖
  2018年11月1日,陕西西咸新区开发建设管理委员会在其官网上发布了关于印发 《西咸新区铁腕治霾打赢蓝天保卫战三年行动实施方案(2018~2020年)(修订版)》的通知。《方案》要求,加快调整能源结构,构建清洁高效能源体系,“干热岩”“中深层无干扰地热供暖技术”被明确写入。
  西咸新区是中国第7个国家级新区,位于陕西西安市和咸阳市建成区之间,也是经国务院批准设立的首个以创新城市发展方式为主题的国家级新区。《方案》在“深入推进散煤治理”部分中提出,整村推进农村居民、农业生产、商业活动燃煤(薪)的清洁能源替代,采取以电代煤、以气代煤,以及干热岩、地热能和太阳能等清洁能源替代。在“大力发展清洁供热”部分中提出,新区新增供暖全部使用天然气、电、可再生能源供暖(包括地热、太阳能、工业余热等),优先采用中深层无干扰地热供暖技术。
  国网陕西省电力公司营销部巨健告诉记者,“中深层无干扰地热供暖技术”就是干热岩供暖的技术名称,是指通过钻机向地下2000米至4000米深度高温岩层钻孔,通过相关设备将地下深层热能导出,并通过专用设备系统向地面供热的新技术。其优点包括:安全可靠,突破用地制约,无废气、废液、废渣等污染物排放。
  早在2014年7月,西安市发展改革委就召开了一次关于干热岩的专家论证会,与会代表一致认为,西安处于关中丰富的地热资源区域,干热岩清洁供热技术改变了以往地源热泵抽取地热水的弊端,解决了地热水无法回灌和二次污染问题,不仅可缓解采暖季能源供给的紧张局面,而且对治污减霾具有积极意义,值得推广应用。
  2015年,同德佳苑新区率先成为西咸新区干热岩清洁供热实验区域,并创新实现了全国首个中深层地热能无干扰清洁供热PPP项目,其供热面积5.6万平方米。目前,小区已有1040户居民都享受到了干热岩所带来的温暖。随着试点成功,干热岩供暖模式逐渐成为西咸新区破解城市清洁供热难题、促进大西安绿色发展的切口。
  按照《方案》,西咸新区2018年推广中深层无干扰地热供暖技术项目44个,涉及面积656万平方米;到2020年,力争新区中深层无干扰地热供热面积累计达到1000万平方米以上,在西北地区形成一批可复制可推广的“西咸经验”。
  目前西安市加上西咸新区是陕西省主要的干热岩供暖项目区域。统计数据显示,西安市和西咸新区已建成干热岩供暖项目25个,供暖面积约400万平方米,在西咸新区政府的大力倡导下,西咸新区项目进展迅速,另有正在建设项目约500万平方米。
  清洁便捷易推广
  在深达几千米的地球内部钻井取热,项目实施起来是否非常困难呢?记者调查中发现,干热岩供暖项目建设并没有想象的困难。
  在一份《西安地区干热岩供暖技术》项目名单中,记者看到,已建成投运的干热岩供暖项目有普通住宅,也有省委大院、沣西新城第一小学、消防特勤站这样的特殊用户,供暖面积从8000平方米到65万平方米不等。其中,已建成最大的项目为紫禁长安项目,最早建成的项目是2013年投运的。
  “一个项目的建设周期通常只有3个月,非常易于推广。对于只需要解决供暖的用户,根据项目的大小及负荷,在项目用地红线内安装若干地下换热器和干热岩换热机组,通常一个10万平方米的住宅小区,只需要安装4~6个直径200毫米、深2000~3000米的地下换热器,干热岩的设备安放的机房约150平方米,即可满足采暖供热。”地热专家告诉记者。
  在目前已建成的最大的干热岩供暖小区——紫禁长安小区,记者向物业管理人员了解到,小区总户数近2000户,总供热面积30.6万平方米。干热岩供暖设备2016年11月份建成投入使用,投入费用200元/平方米,使用了两个供暖期设备整体使用情况挺好,设备用电量330万千瓦时左右,总体费用190万元,较市政集中供暖标准5.8元/月·平方米,费用降低了一半。
  “这个小区规划之初开发商通过与干热岩厂家对接,决定采用干热岩供暖技术,也是西安市最早使用此技术的小区,当时周边其他小区大多采用热力公司燃煤集中供暖。”专家告诉记者。
  记者看到,紫禁长安小区分为东区和西区,各有一个机房,面积均在100平方米左右。杨浩介绍说,对于建筑面积1万至10万平方米单个干热岩供暖项目,通常的做法是在项目用地红线内安装地下“干热岩”换热器,在项目地下室设备间安装换热机组,通过“干热岩”供暖系统的工作将地热输送到用户。而像紫禁长安小区这类建筑面积在10万至几十万平方米、几百万平方米的项目,通常按15万~20万平方米面积或负荷,分成几个独立系统,几个独立系统由用户总的自控中心来控制管理运行。
  除了机房,紫禁长安小区干热岩供暖系统还有20多个打入地下2500米的中深换热孔。“这些换热孔是用石油钻机打的,在钻孔中安装一种密闭的耐腐蚀、耐高温、耐高压金属换热器,通过热泵机组将地下热能导出。最后,通过机房的专用设备向地面建筑物供热。每个换热孔的直径只有200毫米,可以打在路边、绿化带的任何位置,对建筑地基无任何影响,地下无运动部件。换热孔地面盖上井盖,不占地、不影响美观。”杨浩说。
  此外,干热岩系统不需要庞大的地下集中输送管网,不用专门建造大的中心热冷工厂。可根据区域的发展情况、使用需求,就近安装干热岩供热系统,营造健康的生活的环境。“地下2000多米的地方是恒温区域,许多省份都具有这种资源,所以干热源供热技术在其他省区也具有良好的推广潜力。”巨健说。
  电力提供能源支撑
  巨健告诉记者,虽然干热岩是一种节能的采暖方式,但是电力是其必不可少的能源支撑,所有项目总用电量加起来也相当可观。据陕西电力统计,已建成的全省已运行的25个项目,每年用电量约达到5700万千瓦时。按照理论测算,1平方米干热岩供暖年用电量22.7千瓦时,已建成和在建的合计约900万平方米项目全部建成后,用电量可达2亿千瓦时。
  因为干热岩供暖离不开电,陕西电力非常重视这种清洁供暖的电力接入工作,针对该项目用电需求提前开通电能替代项目报装“绿色通道”,为其配备专职客户经理,及时解决了该项目的电力供应问题。“我们按照国家电网公司要求的新模式服务客户,干热岩供暖项目建机组的时候基建用电报装接电非常快捷。
 

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