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地源熱泵供暖如何做到“取熱不取水”?

文章出處:   責任編輯:   發布時間:2021-03-12 23:38:25    點擊數:-   【

“有深度,就有熱度。”地殼的結構決定了每個角落腳下幾千米深處的巖層,都是熱源。

地源熱泵供暖如何做到“取熱不取水”?

目前,我國現有成熟地熱取暖技術的抽水回灌問題對環境造成了影響,大量不能回灌的地熱井被喊停。在此情況下,如何有效開采地熱?近幾年,陜西四季春清潔熱源股份有限公司(下稱“陜西四季春公司”)將“取熱不取水”的無干擾地熱供熱技術帶進了公眾視野。

作為一項清潔環保但并無先例的新技術,其在政策規范和法規標準等方面都還是空白。近日在京舉行的南北地區清潔供暖差異化研討會上,陜西四季春公司總經理李建峰介紹了無干擾地熱供熱技術在南北方的應用情況。圍繞無干擾地熱供熱技術的優勢、挑戰與前景,記者專訪了李建峰。

地源熱泵供暖如何做到“取熱不取水”?

實現隨時隨地“取熱不取水”

記者:無干擾地熱供熱技術與常見的地熱供暖相比,區別在哪里?

李建峰:地質學家李四光先生曾提出:“地下是一個大熱庫,是人類開辟自然能源的一個新來源,就像人類發現煤炭、石油可以燃燒一樣,要將地下的熱取出來,若是只取熱,不取水,那才算是邁進了地熱利用的大門。”

地熱是可再生能源,地熱水是稀缺資源,在國家能源結構占比中非常低,目前地熱開發利用程度不高。實際上,地球是個巨大的熱庫,其不斷蓄積和釋放能量,全球地熱資源總量約相當于全球資源總消耗量的45萬倍,利用潛力巨大。

地源熱泵供暖如何做到“取熱不取水”?

根據地熱梯度,每向下100米,溫度便升高3℃,這意味著在地下2000—3000米的地方,就有70℃以上的溫度,這就是熱源,是地下天然的“鍋爐房”。怎么開采利用?像開采石油一樣,用鉆機向地下2000—4000米深的巖層鉆孔,孔直徑是200毫米,安裝一個超長套管結構的換熱器。這個技術和傳統意義上的地熱利用技術區別是只取熱不取水,可以隨時隨地,不需要考慮地下有沒有熱水,是典型的分布式能源利用方式。

記者:與城市傳統的燃煤、燃氣等集中供暖方式比,無干擾地熱供熱技術具有哪些優勢?

李建峰:無干擾地熱供熱技術的幾個特點:第一,普遍適用。多數能源具有區域性,西北地區煤炭和風、光新能源條件良好,南方水資源豐富等。而地熱到處都有,開發具有普遍性;第二,綠色環保。全過程沒有廢氣、廢液、廢渣排放;第三,可保護水資源。整個過程不抽取地下水,也不使用地下水;第四,高效。2500米的鉆孔能解決1.8萬平方米住宅供熱問題;第五,使用壽命長。壽命和建筑壽命基本上相當;第六,投資運行經濟,一次性投資開發成本可以降低到和燃煤集中供熱相當,運行成本是后者的1/5。

地源熱泵供暖如何做到“取熱不取水”?

政策標準多重空白待“補”

記者:截至目前,無干擾地熱供熱技術首次工程化應用已有七年,期間經歷了怎樣的發展?遇到過哪些困難?

李建峰:挑戰特別多,可以說一年365天中,360天都有挑戰。困難主要來自技術和政策方面。無干擾地熱供熱技術是一種新技術,雖然從該技術首次工程化應用到現在已有七年時間,但對于整個社會來說,還屬于新生事物,一開始不被認可,目前大多數人還不了解,處于觀望階段。

在技術方面,地熱領域專家在無干擾地熱領域的研究也是空白。大多數地熱領域專家認為地熱供熱方向是對的,但細節上還存在爭論。例如我們在山東青島實施的項目,需要在地下花崗巖鉆孔2500米,這在我國沒有先例,也沒有文獻資料可參考。

在政策規范和法規標準等方面也是空白,沒有現成規范可遵循。“雙替代”的大規模推廣離不開政策補貼,能源轉型中的新技術也需要政策出臺,才有存在和推進的合理性。無干擾地熱供熱技術不需要具體的資金補貼,需政策允許和認可,并給予引導。

地源熱泵供暖如何做到“取熱不取水”?

在實施多項成功的案例和項目后,業內已開始看好無干擾地熱供熱技術,逐漸有更多企業進入該行業。單獨一家企業不可能成為一個產業,需要整個行業共同努力,行業才能健康發展。

雖然面臨多重挑戰,但是我們在不斷克服。在標準制定方面,已經完成了省級地方標準的制定,國家標準也已經立項,中國建筑科學研究院是主編單位,陜西四季春公司是副主編單位。

立足國內放眼全球

記者:無干擾地熱供熱技術的應用實踐起步于陜西,在北方多地也開展了應用。今后,有沒有更大范圍應用的可能?

李建峰:除北方清潔供暖以外,南方供暖還是一個完全空白的市場。無干擾地熱供熱技術本身有得天獨厚的優勢,我們現在已經和南方地區,尤其是長江三角洲及周邊意向項目進行洽談,希望和這些地區的大型供熱企業合作,由他們提供市場和資金,我們提供技術和施工。供熱是一個資金密集型行業,又與民生息息相關,因此企業的公信力很重要。

記者:據了解,2019年陜西四季春與清華大學發起成立了“一帶一路”清潔能源發展聯合研發中心,無干擾地熱供熱技術在“一帶一路”國家市場有著怎樣的應用前景?

李建峰:無干擾地熱供熱技術是陜西四季春公司原創,依托清華大學對工程項目進行監測的基礎上,共同推進技術提升。

無干擾地熱供熱技術主要應用在有供暖需求的地區,“一帶一路”沿線多數國家有都供熱需求,也有良好的地熱開發條件。對這些地區來說,能源安全也很重要,無干擾地熱供熱技術有著廣闊的市場前景。

2017年,我們參加哈薩克斯坦阿斯塔納世博會期間,不少“一帶一路”沿線國家對無干擾地熱供熱技術非常感興趣,也有洽談合作意向。

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