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全省首个供暖用地热井“热情不减”!德州奋力铺展地热规模化利用新画卷

2024-03-22 15:45:16来源:大众网点击:3253 次

莺飞草长,春回大地。随着供暖季的结束,位于德州市德兴北路30号的“德热1井”再次完成了自己的供暖使命。该井是由山东省地矿局第二水文队在1997年打出的全省首个供暖用地热井,27年来,这眼“长寿井”不仅持续为周边群众输送着“热情”,也见证了德州市在地热清洁能源可持续开发利用的探索与突破。

作为清洁能源中的一员,地热能不仅储量大、稳定性高,而且在使用过程中几乎不产生污染物,符合绿色低碳的发展理念,在“双碳”目标的指引下,产业规模化发展迎来机遇期。近年来,德州市大力发展绿色能源,地热能的开发利用越来越引人注目。

地质勘查成果丰硕,开发环保双重奏

早在1996年,由省地矿局第二水文队承担的“山东省德州市城区地热资源详查”项目便打开了地热资源勘查的先河,在德州市范围内首次勘查发现地热资源。随后,又在禹城、平原、乐陵等县市开展地热地质勘查工作,探明多处优质地热资源。

地热资源虽然可再生,但地热水矿化度高,直接排入市政管网会影响地下水环境,也会造成资源浪费。为推动地热资源的可持续开发利用,省地矿局第二水文队自2006年开展了省内首次砂岩孔隙热储地热原水同层对井环状间隙、加压回灌,揭开了山东省地热回灌研究序幕。

结合德州市砂岩热储地质特点,在多年回灌实践的基础上,组织院士专家团队进行攻关,突破了砂岩热储地热尾水回灌关键技术,并投资600余万元,在德州首个地热供暖项目场地建设了集供暖、洗浴、换热、梯级利用、回灌、热泵技术于一体的山东首个“砂岩热储地热尾水回灌示范工程”。山东省地矿局第二水文队高级工程师杨亚宾介绍:“通过‘以灌定采、取热不取水’理念,采用‘一采一灌、换热间供’模式,达到了用热不耗水的高效可持续利用目的。”

经过2016年至2023年7个供暖季探索实践,实现了供暖尾水100%回灌,被国家能源行业地热能专业标准化技术委员会授予“地热能开发利用标准化示范项目”,成功破解了砂岩热储回灌这一世界级难题。编写了《砂岩热储地热尾水回灌技术规程》,为国内砂岩热储地热尾水回灌技术的首个行业标准。

2023年10月23日,山东省人民政府印发《关于加快推进地热能开发利用的指导意见》,《意见》中提到,在集中连片的地热能供暖区域,探索利用中深层废弃地热井,建设“无干扰井下换热、取热不取水”实验项目。

德州市率先开展“取热不取水、井下无干扰换热”技术研究,该项目采用“井下换热+热机组提温”工艺,具有不取地下水、无地热尾水排放、无污染环境等优点,相比传统能源方式,每年可减少标煤消耗120吨,减少二氧化碳排放286吨,减少二氧化硫排放14.07吨,减少氮氧化物排放9.98吨,节能减排,具有良好的环境效益。

发挥地热技术优势,产业发展加速度

刚刚过去的这个冬季,影响德州的冷空气一轮接一轮,全市最低气温一度突破历史极值。位于德州天衢新区的财金智慧农业基地内,却始终保持温暖如春,这里的“暖”同样取自地热能。

“我们之前是采用天然气在冬天进行供热,近几年,天然气价格上涨明显,为降低能源成本,我们在2023年使用了地热井供暖系统。”德州财金智慧农业温室技术负责人魏超说道。

然而,要实现地热供暖却并不容易。为智慧大棚供暖,水温要达到80摄氏度,但开采出来的地热水温只有50度左右。山东省地矿局第二水文队通过增加定制高温水源热泵技术,研发出省内首个中深层地热能加定制高温水源热泵供热系统。“通过系统设置的200多个传感器,当室外温度低于零度时,中温和高温热泵同时运行,能够达到80度的供水温度。”山东省地矿局第二水文队地质工程中心主任王肖波介绍道。

项目自去年10月建成后,经受住了2023年极端严寒天气考验,有效满足30万平方米温室用热需求,实现大棚农产品同比增产20%~30%,每年节约供暖运行成本1500万元,替代标准煤1.02万吨,减排二氧化碳2.42万吨,打造了全省智慧农业样板。

此外,地热能的广泛利用还带动了德州市地热装备制造产业的蓬勃发展。目前,德州市已有以武城鲁权屯镇中国制冷空调北方产业基地、中大贝莱特、亚太集团、山东省德水新能源有限公司、山东格瑞德等为代表的空调设备、热泵机组、中深层地热井管材生产企业100多家,生产的风冷、水冷机组、热泵机组、钻探设备及仓储烘干等产品,远销哈萨克斯坦、俄罗斯、中东、中亚及非洲地区,工业产值达50多亿元。

探索地热开发“德州模式”,高质量利用地热能

发展地热产业,是落实碳达峰、碳中和国家重大战略部署的具体行动。自2021年以来,从中央到省先后出台系列政策,明确要加快地热能开发利用。

作为地热资源密集区,德州地热总量约500亿立方米,占全省总量的21.4%,年可采量约5亿立方米,可供暖面积约6亿平方米,储量资源丰富;地热井成井深度1300米~1700米,出水温度52℃~70℃,开采条件良好。目前全市年开采量4000万立方米,供暖面积达到了1300万平方米,占全省的38%,涉及150个社区,惠及群众30万人,每年折合标准煤28万吨,减排二氧化碳70万吨。

德州市委、市政府高度重视地热资源开发利用,将地热试点列入全市深化改革事项,成立由市委书记、市长任双组长的试点工作领导小组,印发试点实施方案,在地热水取水许可、回灌技术研发、矿业权出让管理、地热能利用等方面先行先试,并在全市实施示范区建设工程、农村社区地热供暖示范工程、地热能综合应用示范工程、绿色矿山创建工程、动态管理“数字赋能”工程和地热资源勘查工程等6大试点工程。探索地热工业利用等多元化发展手段和路径,构建地热资源勘探、开发、利用、装备制造产业链一体化发展的“德州模式”,为全省地热资源开发利用提供“德州样板”。

目前,德州已成功打造以“康博公馆康馨综合智慧能源项目”为代表的地热应用示范工程项目15个,其中康博公馆康馨综合智慧能源“多能互补”项目和山东省地矿局第二水文队利用中深层现有井“取热不取水”供暖改造2个项目列入全省地热能开发利用示范工程项目名单。

当下,地热资源丰富的地区,开发利用的热潮正在兴起。医院、学校、体育场馆、车站、展览馆、园区、政府办公楼等大型公共建筑开展地热能供暖(制冷)项目试点接连落地,地热能开发利用的应用场景和市场模式不断拓展……千里之行,始于足下。相信未来,德州地热能产业高质量发展的画卷将会呈现更绚烂的色彩。

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