地熱資源開發利用

地大熱能:地熱開發因地制宜與管理的真諦

地熱學是一門學科,地熱開發屬于能源技術地熱開發要遵循科學、依靠技術。“因地制宜開發利用地熱能”有利于遵循地熱學科規律、充分發揮地熱能技術優勢。

我國節能減排的方針和提倡清潔供暖的形勢,為我國地熱行業發展注入了新的動力,促進地熱開發利用向高潮發展。近些年,有不少新的口號,各地也出臺了許多政策中國地熱的下一步該如何適從?將走向何方?


地大熱能:地熱開發因地制宜與管理的真諦 

地熱資源開發的正確方法是因地制宜

2021年我們聽到了新的聲音,是可再生能源地熱開發利用因地制宜”。年初《關于因地制宜做好可再生能源供暖工作的通知》,提出“因地制宜推廣各類可再生能源供暖技術”。在“十四五”及未來時期,我國要加快構建現代能源體系。推進能源革命,建設清潔低碳、安全高效的能源體系,提高能源供給保障能力。其中也提到了因地制宜開發利用地熱能

因地制宜的方法對于地熱資源開發是正確的。世界各地儲存地熱資源地熱處在不同的地質條件地熱開發不可能是一個統一的模式,地熱管理不可能是一刀切,要根據實際因地制宜。

 

優勢資源的利用:對流和傳導

關于對流和傳導的差異,我們可以用兩個例子來看一下:

北京城區1974年鉆成京熱16號地熱井1299m深,出水56.5C,出水量1342m3/d。該井用于地熱供暖28000平方米,供暖尾水溫度降至35C,其產出的熱功率是1398kWt。這樣的地熱抽水利用方式是熱對流取熱。

河北省唐山馬頭營于2020年鉆成3000m干熱巖井,井底溫度119C,利用重力熱管,地面獲得最高90C飽和水蒸汽,產出熱功率近200kWt。這是取的熱傳導熱,雖然井深了2.3倍,溫度高了2.1倍,但取得的熱功率卻只有上例抽水井對流熱的七分之一。

 

早在40多年前的國外,就有Downhole Heat Exchanger (DHE)井下換熱器,美國愛達荷州波伊西市各家庭獨棟花園住房200-300平方米,一家一個裝置,鉆個100m井,80C,地熱溫度高,供暖面積小,不成問題,冬季供暖解決了。

中國取熱不取水”要應用到一棟樓,一個小區,應用面積大,由于地下溫度不高,井還得鉆2000m深(全國很多地方都達不到2000m 能有70C的條件),使用熱泵增大幾倍仍還不夠,還必須加個貯熱箱(大于200立方米)

 

充分發揮資源優勢:地熱回灌

 

甘肅省張掖鉆成地熱井自流78C,出水量6000m3/d,水頭達1.5MPa。這是一眼高產地熱井,熱水利用到尾水35C溫度,則其可利用的熱功率為12.5MWt,這樣高產的地熱井在所有地熱井中的比例不超過5%。

但是熱田開始生產的時候熱儲壓力很大,井口3~5MPa,即30~50個大氣壓的高溫熱流體噴出來,沒法回灌。熱水從地熱井口15個大氣壓自流噴出來,回灌得用17個大氣壓才能頂回去。現在100余平方千米才一眼井,所以在甘肅省的地熱井沒有必要強調回灌。未來井多了,壓力降低了,再做回灌也是可以的。現在主要是把地熱供暖旅游開發設施農業開發利用先做起來,發揮地熱利用的效益。

 

因地制宜:充分體現地熱的內涵

 

因地制宜是強調了遵循地熱能自身特性來科學合理開發利用資源,并實施專業的地熱管理。

地熱資源的分布受地質條件約束控制,因地制宜要根據當地資源的情況,采用不同的開發方式。比如,高溫地熱可以發電發電后溫度降低了可以供暖;溫度不夠了可以采用熱泵。熱水礦物質少的可直接送入管線供暖;但礦物質多的有腐蝕和結垢問題,要用熱交換器換熱后再輸送。

 

地大熱能:地熱開發因地制宜與管理的真諦


如果地熱資源條件好的地區,地熱供暖最適宜,但是地熱條件不好的地方,是不適合鉆地熱井,只能選其他方法。空氣源熱泵的效率(COP)比地源熱泵低,但空氣源熱泵便于安裝施工,在偏南方地區使用空氣源熱泵,但是在北方的話效率太低,優先考慮地源熱泵

因地制宜原則還涉及到地熱資源管理中國的地熱管理針對一個熱田有許多家開發,對比國外來說地熱管理現狀有點亂。


目前我國地熱資源的開發利用應該堅持以下原則:熱電并舉,以熱為主;深淺結合,由淺及深;東西兼顧,西電東熱;干濕有度,先濕后干;一帶一路,地熱先行。


實現碳達峰、碳中和目標,已成為社會關注的熱點,而寶貴的地熱資源,是國家倡導大力發展的新能源之一,我們要因地制宜的大力開發利用,讓地熱更好的助力節能降碳、并造福社會大眾。作為地熱能開發利用的行業領軍品牌,地大熱能以過硬的地熱能開發利用技術及優異的工程質量,已經在全國各地服務了300+個客戶。為客戶提供了安全、舒適、高效節能采暖體驗。