地熱資源開(kāi)發(fā)利用

地大熱能:地熱開(kāi)發(fā)因地制宜與管理的真諦

地熱學(xué)是一門(mén)學(xué)科,地熱開(kāi)發(fā)屬于能源技術(shù),地熱開(kāi)發(fā)要遵循科學(xué)、依靠技術(shù)?!?a href="http://keyinmall.com/t/因地制宜.html" >因地制宜開(kāi)發(fā)利用地熱能”有利于遵循地熱學(xué)科規律、充分發(fā)揮地熱能技術(shù)優(yōu)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(yè)發(fā)展注入了新的動(dòng)力,促進(jìn)地熱開(kāi)發(fā)利用向高潮發(fā)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(kāi)發(fā)因地制宜與管理的真諦 

地熱資源開(kāi)發(fā)的正確方法是因地制宜

2021年我們聽(tīng)到了新的聲音,是可再生能源地熱開(kāi)發(fā)利用因地制宜”。年初《關(guān)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(lèi)可再生能源供暖技術(shù)”。在“十四五”及未來(lái)時(shí)期,我國要加快構建現代能源體系。推進(jìn)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(kāi)發(fā)利用地熱能。

因地制宜的方法對于地熱資源開(kāi)發(fā)是正確的。世界各地儲存地熱資源地熱處在不同的地質(zhì)條件。地熱開(kāi)發(fā)不可能是一個(gè)統一的模式,地熱管理不可能是一刀切,要根據實(shí)際因地制宜。

 

優(yōu)勢資源的利用:對流和傳導

關(guān)于對流和傳導的差異,我們可以用兩個(gè)例子來(lái)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(chǎn)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(yíng)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(chǎn)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(ài)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(gè)裝置,鉆個(gè)100m井,80C,地熱溫度高,供暖面積小,不成問(wèn)題,冬季供暖解決了。

中國取熱不取水”要應用到一棟樓,一個(gè)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(gè)貯熱箱(大于200立方米)

 

充分發(fā)揮資源優(yōu)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(chǎn)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(chǎn)的地熱井在所有地熱井中的比例不超過(guò)5%。

但是熱田開(kāi)始生產(chǎn)的時(shí)候熱儲壓力很大,井口3~5MPa,即30~50個(gè)大氣壓的高溫熱流體噴出來(lái),沒(méi)法回灌。熱水從地熱井口15個(gè)大氣壓自流噴出來(lái),回灌得用17個(gè)大氣壓才能頂回去?,F在100余平方千米才一眼井,所以在甘肅省的地熱井沒(méi)有必要強調回灌。未來(lái)井多了,壓力降低了,再做回灌也是可以的?,F在主要是把地熱供暖、旅游開(kāi)發(fā)設施農業(yè)開(kāi)發(fā)利用先做起來(lái),發(fā)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(lái)科學(xué)合理開(kāi)發(fā)利用資源,并實(shí)施專(zhuān)業(yè)的地熱管理。

地熱資源的分布受地質(zhì)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(kāi)發(fā)方式。比如,高溫地熱可以發(fā)電;發(fā)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(zhì)少的可直接送入管線(xiàn)供暖;但礦物質(zhì)多的有腐蝕和結垢問(wèn)題,要用熱交換器換熱后再輸送。

 

地大熱能:地熱開(kāi)發(fā)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(huà)效率太低,優(yōu)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(gè)熱田有許多家開(kāi)發(fā),對比國外來(lái)說(shuō)地熱管理現狀有點(diǎn)亂。


目前我國地熱資源的開(kāi)發(fā)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(shí)現碳達峰、碳中和目標,已成為社會(huì )關(guān)注的熱點(diǎn),而寶貴的地熱資源,是國家倡導大力發(fā)展的新能源之一,我們要因地制宜的大力開(kāi)發(fā)利用,讓地熱更好的助力節能降碳、并造福社會(huì )大眾。作為地熱能開(kāi)發(fā)利用的行業(yè)領(lǐng)軍品牌,地大熱能以過(guò)硬的地熱能開(kāi)發(fā)利用技術(shù)及優(yōu)異的工程質(zhì)量,已經(jīng)在全國各地服務(wù)了300+個(gè)客戶(hù)。為客戶(hù)提供了安全、舒適、高效節能采暖體驗。