在“去煤化”疾馳的當下，山東利用地?zé)崮芄┡偬硇侣窂健?/p>

經(jīng)濟導(dǎo)報記者獲悉，由山東德龍永泰新能源開發(fā)有限公司與濟南熱力集團合作開發(fā)，被稱為華東地區(qū)首個的無干擾地巖熱供熱項目已在濟南東部濟鋼片區(qū)投入運行。

“經(jīng)過多種工況下的系統(tǒng)調(diào)試和進入供暖季后的并網(wǎng)運行，近兩個月來該項目運行安全穩(wěn)定，供熱效果優(yōu)勢明顯。”經(jīng)濟導(dǎo)報記者日前從項目運行方了解到。

地?zé)崮軆α看蟆⒎植紡V，是具有競爭力的可再生能源。以地源熱泵為代表的淺層地?zé)崮茉诠犴椖恐械玫搅藦V泛開發(fā)，而中深部地?zé)衢_發(fā)由于投資大、施工難度大等原因，一直尚處于探索階段。

作為中深部地?zé)峁┡椖浚擁椖恳唤?jīng)投運就初步顯示出了較淺層地?zé)峁┡膬?yōu)越性。“由于能效比高、供熱運行成本低、綠色無污染的特性，該項目將被作為研究對象，為后期中深部地?zé)峁┡笠?guī)模推廣積累數(shù)據(jù)經(jīng)驗。”1月25日，山東區(qū)域能源學(xué)會理事長、中國城鎮(zhèn)供熱協(xié)會可再生能源供熱供冷工作委員會秘書長羅永煥對經(jīng)濟導(dǎo)報記者表示。

系統(tǒng)使用壽命可達40-50年

在位于濟南濟鋼片區(qū)的這個無干擾地巖熱供熱項目操作間里，幾乎找不到工作人員，系統(tǒng)的自動化程度高，無需人員值守。相較傳統(tǒng)城鎮(zhèn)集中供熱形式，無干擾地巖熱綜合開發(fā)建設(shè)成本經(jīng)濟，系統(tǒng)運行成本低廉。

“在供暖季以機組75%負荷在每日18:00至次日8:00持續(xù)運行14小時，即可提供建筑物2萬平方米的供熱需求，供熱成本25元/吉焦。”對該無干擾地巖熱系統(tǒng)的運行成本優(yōu)勢，山東德龍永泰新能源開發(fā)有限公司相關(guān)技術(shù)人員對經(jīng)濟導(dǎo)報記者說。

所謂無干擾地巖熱供熱技術(shù)，是指通過鉆機向地下一定深處的高溫巖層鉆孔，成孔后安裝密閉巖層換熱器，并利用其將地下深處的熱能導(dǎo)出，通過系統(tǒng)設(shè)備向地面建筑物供熱。與普通地?zé)峁┡椖坷脺\層地?zé)岵煌@一項目利用的是中深部地?zé)帷?ldquo;換熱孔實際井深2317米，地?zé)嵩鰷囟沃饕獮?010米至2241米井段，溫度變化范圍20.12-53.31℃。”上述技術(shù)人員表示。

經(jīng)濟導(dǎo)報記者了解到，自2017年11月開始，該項目換熱孔鉆井施工，2018年7月經(jīng)專家論證會論證完井。雖然鉆孔區(qū)域地層較為復(fù)雜，巖溶系統(tǒng)和斷裂裂隙構(gòu)造發(fā)育顯著，鉆井工程實施條件較為不利，但井孔含水量高，有利于換熱。

采訪中獲悉，隨著地?zé)岽蚩椎纳疃茸兩睿┕るy度也在加大。不過，對地上建筑地基而言卻是好事，熱井深，不會影響到地面建筑。同時，地巖熱井地下也無運動部件，系統(tǒng)比較穩(wěn)定。此外，系統(tǒng)使用壽命長，與地上建筑物壽命相當，可達40-50年。

取熱不取水無回灌煩惱

事實上，無干擾地巖熱技術(shù)供暖已被大規(guī)模應(yīng)用在陜西、甘肅等國內(nèi)西北地?zé)岙惓５牡貐^(qū)。“以100萬平方米建筑物為例，與傳統(tǒng)供暖方法相比，在為期4個月的采暖季，采用無干擾地巖熱供熱技術(shù)可替換標煤1.6萬噸，削減二氧化碳排放量約4.3萬噸。”來自甘肅省此類項目的運行數(shù)據(jù)也證實了其治污降霾效果。

通過濟鋼項目的分析，羅永煥發(fā)現(xiàn)，華北、華東地區(qū)的地?zé)崽荻仍诔擎?zhèn)集中供熱上同樣具有較高利用價值和技術(shù)適用性，同時，其顯示出的環(huán)保優(yōu)越性也頗具吸引力。

目前，隨著以地源熱泵為代表的淺層地?zé)崮芄犴椖康拈_發(fā)利用，個別項目帶來的對環(huán)境資源的破壞性也逐漸顯現(xiàn)。這些項目利用的是抽取地下熱水實現(xiàn)供熱，再將釋放熱能的地下水回灌的地?zé)崂梅绞健Ｔ谶@一過程中，由于操作不當以及回灌不暢等原因，從而造成了一定程度上的環(huán)境污染。

“以濟南為例，地下巖層為砂頁巖結(jié)構(gòu)，供熱井孔容易被細沙堵塞，為地下水回灌帶來難度。”羅永煥分析說。

山東多地的淺層地?zé)犴椖吭陂_發(fā)利用中都不同程度地遇到了回灌難的問題。不容忽視的是，如果地下水無法足量回灌，帶來的環(huán)境資源破壞作用不可小覷。“采水量和回灌量無法保持平衡的狀態(tài)下，長此以往，會造成地下采空區(qū)增加。回灌不下去的地下熱水隨意排放，也會帶來土壤鹽堿化等危害。”羅永煥說。

相比之下，這個在濟鋼片區(qū)已經(jīng)投運的無干擾地巖熱技術(shù)供暖項目卻沒有這些煩惱。

“這一技術(shù)與傳統(tǒng)的熱利用技術(shù)的區(qū)別在于不開采使用地下熱水，就可隨時隨地低成本地獲取巖層熱能。”對其環(huán)保性，中國工程院院士徐德龍如是說。

正因為“取熱不取水”，該系統(tǒng)利用密閉的巖層換熱器向地面導(dǎo)熱，而不是直接抽取地下熱水。如此一來，也就做到了對地上地下環(huán)境均“無干擾”，無廢氣、廢液、廢渣排放，綠色清潔。

一次性投資成本相對較高

“在項目調(diào)試和并網(wǎng)運行中，多種工況下濟鋼無干擾地巖熱供熱系統(tǒng)能效比值均大于5，生產(chǎn)熱值最大700kw/h。”經(jīng)過兩個月的測試，項目運行方已經(jīng)對這一深部地?zé)峁┡椖康倪\行穩(wěn)定性掌握了較為具體的數(shù)據(jù)。

不過，運行穩(wěn)定、成本低廉、環(huán)保性凸顯的背后，一次性成本投入仍然相對較高。

“普通城鎮(zhèn)供暖投資的一次性成本投入在120元/平方米左右，中深部地?zé)峁┡偷?00-400元/平方米左右。”由于該項目運行成本還沒有最終核算出來，羅永煥只是粗略對經(jīng)濟導(dǎo)報記者估算稱。

不過，在他看來，地?zé)岬拈_發(fā)利用是國家能源戰(zhàn)略和供熱行業(yè)發(fā)展規(guī)劃的重點之一，無干擾地巖熱供熱則是該領(lǐng)域內(nèi)的重要突破和技術(shù)方向。從長遠來看，在結(jié)合地域工程條件和用戶需求的前提下，通過制定實施科學(xué)的系統(tǒng)建設(shè)與運行方案，無干擾地巖熱供熱技術(shù)顯著的經(jīng)濟與社會效益應(yīng)該會逐步顯現(xiàn)。