地熱供暖

中深層無干擾地熱供熱技術——地熱能供暖可以這么簡單

  位于陜西西咸新區(qū)同文路與同德路交叉口的同德佳苑是一個新建住宅小區(qū),小區(qū)環(huán)境優(yōu)美,板樓、高層錯落有致。記者在小區(qū)一戶居民家中看到溫度計指向24攝氏度,而當時室外氣溫已至零下。與任何一個北方居民住宅一樣,屋內(nèi)的溫暖如春和室外的嚴寒形成鮮明對比,但不同的是,這個小區(qū)供暖來自一種新型清潔供暖方式——中深層無干擾地熱供熱技術
  中深層無干擾地熱供熱技術俗稱“干熱巖供暖”。近日,記者在陜西省采訪時了解到,陜西西咸新區(qū)和西安市的部分地區(qū)已開始推廣干熱巖供暖。干熱巖屬于地熱供暖,但它不抽取地下熱水,也不使用地下水清潔環(huán)保、穩(wěn)定可靠,在經(jīng)濟和環(huán)保方面優(yōu)勢明顯。
  干熱巖引領西咸供暖
  2018年11月1日,陜西西咸新區(qū)開發(fā)建設管理委員會在其官網(wǎng)上發(fā)布了關于印發(fā) 《西咸新區(qū)鐵腕治霾打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動實施方案(2018~2020年)(修訂版)》的通知?!?a href="http://xldcn.com/t/方案.html" >方案》要求,加快調(diào)整能源結(jié)構(gòu),構(gòu)建清潔高效能源體系,“干熱巖”“中深層無干擾地熱供暖技術”被明確寫入。
  西咸新區(qū)是中國第7個國家級新區(qū),位于陜西西安市咸陽市建成區(qū)之間,也是經(jīng)國務院批準設立的首個以創(chuàng)新城市發(fā)展方式為主題的國家級新區(qū)?!?a href="http://xldcn.com/t/方案.html" >方案》在“深入推進散煤治理”部分中提出,整村推進農(nóng)村居民、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、商業(yè)活動燃煤(薪)的清潔能源替代,采取以電代煤、以氣代煤,以及干熱巖、地熱能太陽能清潔能源替代。在“大力發(fā)展清潔供熱”部分中提出,新區(qū)新增供暖全部使用天然氣、電、可再生能源供暖(包括地熱、太陽能、工業(yè)余熱等),優(yōu)先采用中深層無干擾地熱供暖技術。
  國網(wǎng)陜西省電力公司營銷部巨健告訴記者,“中深層無干擾地熱供暖技術”就是干熱巖供暖的技術名稱,是指通過鉆機向地下2000米至4000米深度高溫巖層鉆孔,通過相關設備將地下深層熱能導出,并通過專用設備系統(tǒng)向地面供熱新技術。其優(yōu)點包括:安全可靠,突破用地制約,無廢氣、廢液、廢渣等污染物排放。
  早在2014年7月,西安市發(fā)展改革委就召開了一次關于干熱巖的專家論證會,與會代表一致認為,西安處于關中豐富的地熱資源區(qū)域,干熱巖清潔供熱技術改變了以往地源熱泵抽取地熱水的弊端,解決了地熱水無法回灌和二次污染問題,不僅可緩解采暖季能源供給的緊張局面,而且對治污減霾具有積極意義,值得推廣應用。
  2015年,同德佳苑新區(qū)率先成為西咸新區(qū)干熱巖清潔供熱實驗區(qū)域,并創(chuàng)新實現(xiàn)了全國首個中深層地熱能無干擾清潔供熱PPP項目,其供熱面積5.6萬平方米。目前,小區(qū)已有1040戶居民都享受到了干熱巖所帶來的溫暖。隨著試點成功,干熱巖供暖模式逐漸成為西咸新區(qū)破解城市清潔供熱難題、促進大西安綠色發(fā)展的切口。
  按照《方案》,西咸新區(qū)2018年推廣中深層無干擾地熱供暖技術項目44個,涉及面積656萬平方米;到2020年,力爭新區(qū)中深層無干擾地熱供熱面積累計達到1000萬平方米以上,在西北地區(qū)形成一批可復制可推廣的“西咸經(jīng)驗”。
  目前西安市加上西咸新區(qū)是陜西省主要的干熱巖供暖項目區(qū)域。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,西安市和西咸新區(qū)已建成干熱巖供暖項目25個,供暖面積約400萬平方米,在西咸新區(qū)政府的大力倡導下,西咸新區(qū)項目進展迅速,另有正在建設項目約500萬平方米。
  清潔便捷易推廣
  在深達幾千米的地球內(nèi)部鉆井取熱,項目實施起來是否非常困難呢?記者調(diào)查中發(fā)現(xiàn),干熱巖供暖項目建設并沒有想象的困難。
  在一份《西安地區(qū)干熱巖供暖技術》項目名單中,記者看到,已建成投運的干熱巖供暖項目有普通住宅,也有省委大院、灃西新城第一小學、消防特勤站這樣的特殊用戶,供暖面積從8000平方米到65萬平方米不等。其中,已建成最大的項目為紫禁長安項目,最早建成的項目是2013年投運的。
  “一個項目的建設周期通常只有3個月,非常易于推廣。對于只需要解決供暖的用戶,根據(jù)項目的大小及負荷,在項目用地紅線內(nèi)安裝若干地下換熱器和干熱巖換熱機組,通常一個10萬平方米的住宅小區(qū),只需要安裝4~6個直徑200毫米、深2000~3000米的地下換熱器,干熱巖的設備安放的機房約150平方米,即可滿足采暖供熱。”地熱專家告訴記者。
  在目前已建成的最大的干熱巖供暖小區(qū)——紫禁長安小區(qū),記者向物業(yè)管理人員了解到,小區(qū)總戶數(shù)近2000戶,總供熱面積30.6萬平方米。干熱巖供暖設備2016年11月份建成投入使用,投入費用200元/平方米,使用了兩個供暖期設備整體使用情況挺好,設備用電量330萬千瓦時左右,總體費用190萬元,較市政集中供暖標準5.8元/月·平方米,費用降低了一半。
  “這個小區(qū)規(guī)劃之初開發(fā)商通過與干熱巖廠家對接,決定采用干熱巖供暖技術,也是西安市最早使用此技術的小區(qū),當時周邊其他小區(qū)大多采用熱力公司燃煤集中供暖。”專家告訴記者。
  記者看到,紫禁長安小區(qū)分為東區(qū)和西區(qū),各有一個機房,面積均在100平方米左右。楊浩介紹說,對于建筑面積1萬至10萬平方米單個干熱巖供暖項目,通常的做法是在項目用地紅線內(nèi)安裝地下“干熱巖”換熱器,在項目地下室設備間安裝換熱機組,通過“干熱巖”供暖系統(tǒng)的工作將地熱輸送到用戶。而像紫禁長安小區(qū)這類建筑面積在10萬至幾十萬平方米、幾百萬平方米的項目,通常按15萬~20萬平方米面積或負荷,分成幾個獨立系統(tǒng),幾個獨立系統(tǒng)由用戶總的自控中心來控制管理運行。
  除了機房,紫禁長安小區(qū)干熱巖供暖系統(tǒng)還有20多個打入地下2500米的中深換熱孔。“這些換熱孔是用石油鉆機打的,在鉆孔中安裝一種密閉的耐腐蝕、耐高溫、耐高壓金屬換熱器,通過熱泵機組將地下熱能導出。最后,通過機房的專用設備向地面建筑物供熱。每個換熱孔的直徑只有200毫米,可以打在路邊、綠化帶的任何位置,對建筑地基無任何影響,地下無運動部件。換熱孔地面蓋上井蓋,不占地、不影響美觀?!睏詈普f。
  此外,干熱巖系統(tǒng)不需要龐大的地下集中輸送管網(wǎng),不用專門建造大的中心熱冷工廠??筛鶕?jù)區(qū)域的發(fā)展情況、使用需求,就近安裝干熱巖供熱系統(tǒng),營造健康的生活的環(huán)境?!暗叵?000多米的地方是恒溫區(qū)域,許多省份都具有這種資源,所以干熱源供熱技術在其他省區(qū)也具有良好的推廣潛力?!本藿≌f。
  電力提供能源支撐
  巨健告訴記者,雖然干熱巖是一種節(jié)能采暖方式,但是電力是其必不可少的能源支撐,所有項目總用電量加起來也相當可觀。據(jù)陜西電力統(tǒng)計,已建成的全省已運行的25個項目,每年用電量約達到5700萬千瓦時。按照理論測算,1平方米干熱巖供暖年用電量22.7千瓦時,已建成和在建的合計約900萬平方米項目全部建成后,用電量可達2億千瓦時。
  因為干熱巖供暖離不開電,陜西電力非常重視這種清潔供暖的電力接入工作,針對該項目用電需求提前開通電能替代項目報裝“綠色通道”,為其配備專職客戶經(jīng)理,及時解決了該項目的電力供應問題?!拔覀儼凑?a href="http://xldcn.com/t/國家電網(wǎng).html" >國家電網(wǎng)公司要求的新模式服務客戶,干熱巖供暖項目建機組的時候基建用電報裝接電非常快捷。