2019年12月11日 星期三
中國礦業報訂閱

打開“地下熱庫”之門

——看中煤水文地質局如何取得中深層地熱“取熱不取水”技術新突破

2019-11-19 9:41:45 來源:中國礦業報 本報記者:劉艾瑛 通訊員 陳雁 王川

滏陽河畔,鐘靈毓秀。11月14日,中國煤炭地質總局水文地質局(以下簡稱“水文局”)在邯鄲正式對外公布中深層地熱“取熱不取水”技術取得新突破,首次成功鉆探我國第一眼大口徑長距離換熱U型對接井,垂直深度2500m、水平距離684m、鉆孔直徑311mm,在地熱勘查評價技術、定向鉆探與對接技術、高導熱材料研究與強化換熱技術、地溫場光纖監測技術、地熱數值模擬技術、熱泵與地下熱儲合理匹配等關鍵技術集成方面取得系列科研成果,填補了我國及國際在中深層“取熱不取水”技術研究的空白,并已經成功應用在河北工程大學新校區,作為中深層地熱“取熱不取水”技術重要的示范基地。

國務院資深參事、中國工程勘察大師王秉忱,國務院參事、國家發展改革委能源局原局長徐錠明,中國地源熱泵產業聯盟理事長方肇洪,中國煤炭地質總局黨委書記、局長趙平,石家莊市政府黨組成員任子平,邯鄲市副市長杜樹杰,河北工程大學副校長何立新,共同聽取了“取熱不取水”技術匯報。

“取熱不取水”承載國之重托

徐錠明回顧了老一輩地質學家李四光對地熱資源開發和利用的殷切希望和遺愿。1970年10月15日,地質部李四光部長聽取地質科學院匯報,指出:“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。” 李四光還明確指出:“地下熱能的開發和利用問題,這是人類歷史上開辟的一個新能源,也是地質戰線向地球開戰的新戰場。”之后,李四光又多次講到未來開發地熱能要做到取熱而不取水,打開地下熱庫大門。甚至在李四光去世后,在他床頭下發現一張紙條,上面還寫著“在我們這樣一個偉大的社會主義國家里,我們中國人民有志氣、有力量克服一切科學技術上的困難,去打開這個無比龐大的熱庫,讓它為人民所利用……”

參觀河北工程大學U型地熱井

我國缺油少氣的實際,導致以電、氣清潔能源大面積取代煤炭作為冬季供暖熱源的空間極其有限,也影響到國家能源安全,因此,尋求一條中國特色的清潔供暖之路已成為當前急需解決的民生發展問題。

據《中國礦業報》記者了解,河北省地熱資源豐富,約80%的平原地區賦存地熱資源,近年來各地把地熱作為替代能源之一,不斷加大投資開發力度,全省地熱井數量驟增。為促進地熱資源有效保護與合理開發,河北省出臺了史上最嚴的地熱管理辦法,河北省自然資源廳與省水利廳聯合印發《關于加強地熱開發利用管理的通知》,明確要求,新上的供暖類地熱開發利用項目,由該地區市自然資源主管部門組織論證并出具論證意見,不具備回灌條件和具備回灌條件不實施同層回灌的,不予批準。不具備回灌條件,有采礦許可證的,逐步有序退出。但砂巖地區抽水回灌難度大對環境造成影響,因此我國中深層地熱供暖遇到瓶頸問題。

王秉忱表示,我國地熱資源豐富,又面臨急需解決的霧霾治理和北方地區供暖問題,這些年我國大力開發地熱資源,包括淺層、中深層,現在正在向干熱巖進軍,提取地殼內部巨大的熱能,現在地熱能開發已不是春天來臨,而是快到盛夏了。特別是取熱不取水技術,已經得到水利部門的認可。水文局的“取熱不取水技術”突破了技術難點,已經走到行業前列,為全國樹立了好榜樣,值得充分肯定。

示范項目實現技術突破

人民的呼喚,祖國的重托,水文局義不容辭地擔當起這個艱巨的任務。

在中國煤炭地質總局推行“總部營銷戰略”的背景下,2018年8月2日,在總局局長趙平帶領水文局局長蔣向明等人拜見了河北省委書記王東峰、省長許勤等省領導,并進行了工作座談,匯報了“取熱不取水”關鍵技術,省領導強調,河北省進行地熱能開發利用,前景廣闊。同年10月24日,趙平親臨河北工程大學施工現場指導工作,鼓舞信心。

河北工程大學致力于打造綠色無煙校區,新校區總占地4098畝,總建筑面積約101萬平方米,一期供熱空調面積78.2萬平方米,包括3個能源站和4個熱水系統 ,其中3號能源站就是以中深層地熱“取熱不取水”地熱井+熱泵系統為主要熱源,按照“滿足總量,逐步替代,分步實施”的原則,最終實現清潔能源供暖。

據《中國礦業報》記者了解,中深層地熱“取熱不取水”地熱井是通過外在的載體(自來水)和技術手段(熱交換)獲得地下熱能,不通過提取地下熱水獲得熱能,為一種不影響地下水資源的地熱井工程,與其它地熱井截然不同。同時,3號能源站采用智能節能控制系統,實現了流程圖演示、實時數據顯示、報警、遠程控制、自動控制調度、自動報表生成等功能,方便管理、節能且減少運維成本。系統運行一段時間以后,會自動記錄各種工況下的能源消耗與產出情況,分析能效變化,并給出優化運行的策略建議。

在聽取眾專家對項目的點評之后,中國工程院院士武強宣布了新技術成果,他表示,水文局自主投資,積極開展地熱能開發利用新技術研究,在河北工程大學新校區完成U型對接井換熱試驗研究,在中深層地熱“取熱不取水”技術上取得重大成果。一、首次成功鉆探了我國第一眼大口徑長距離換熱U型對接井,在我國中深層地熱能“取熱不取水”開發利用技術上取得重大突破。利用復雜的定向鉆探與精準對接工藝,施工了大型對接井。該技術采用金屬套管全封閉,利用外部水流介質循環獲取巖層地熱能,成功解決了中深層水熱型砂巖回灌量小、破壞地下水資源的難題。這種改進的中深層地熱采熱技術,實現了“取熱不取水”,積極探索地熱資源可持續發展的新方向。二、在不擾動地下熱水系統實現保護性開采、提高地熱供暖換熱量方面取得系列科研成果,達到國內及國際先進水平。通過換熱試驗,一對U型對接井實際獲取換熱量1565kW,在采用燃氣調峰補充的模式下,能為8萬~10萬平米節能建筑物供暖提供清潔熱源,每年可節約標準煤1040噸,可減排二氧化碳2725噸、二氧化硫8.8噸、氮氧化物7.8噸、粉塵70.7噸,取得顯著的環境效益。三、項目成果引領我國北方地區地熱供暖方式的變革,可作為中深層地熱“取熱不取水”技術重要的示范基地,在全國范圍內廣泛推廣應用。經過本次換熱試驗,成功完成了U型地熱井的精準對接,獲取了地熱井換熱量的詳實數據,取得了“取熱不取水”技術的系列研究成果,為在保護地下水資源前提下開發利用地熱資源提供了堅實的基礎,對全國中深層地熱能供暖具有重要的借鑒意義。

核心競爭力大大提升

中國煤炭地質總局局長趙平坦言,水文局為破解地熱能供暖抽取地下水難題提供了解決方案,大大提升了核心競爭力,為其技術成果感到驕傲。

在他看來,地熱開發取熱不取水,屬于高清潔、零污染、零排放的綠色能源技術,是新能源利用的典型,地熱資源的利用,對于保護綠水青山,緩解我國能源緊張的形勢,發展循環經濟,建設和諧社會具有十分重要的意義。水文局的中深層地熱能“取熱不取水”開發利用技術,成功掌握了中深層地熱能開采利用過程中“取熱不取水”的關鍵技術,實現了多項技術突破,取得一系列先進的科研成果,達到國內及國際先進水平。

據其介紹,目前水文局所實施的各類項目,都是符合新時代生態文明建設新理念的項目,特別是生態環境產業和水環新能源產業所占比例逐年遞增,產業結構得到不斷優化。同時,加快科技創新步伐,以重大科技項目帶動重大工程項目,取得了一系列關鍵核心技術,取得地勘主業方面專利104項,形成了以科技創新引領產業發展的新格局。

蔣向明表示,水文局從傳統的單一的地勘產業向水文地質勘查及煤礦防治水、環境地質、工程地質及新能源開發利用等四大產業轉型。生態環境治理產業取得新進展,貴州凱里魚洞河煤礦酸性廢水治理項目已經取得了初步的成果,被污染的龍洞泉,經過治理后,黃色的污染水變成了一汪清泉,而且已達到飲用水標準。煤礦防治水關鍵技術取得新突破,通過羽枝狀水平定向鉆探對“暗構造”進行精細探查,研究總結出薄層灰巖目標層的跟蹤鉆探技術、水平定向鉆探減摩阻技術、智能注漿再造抗承壓隔水層技術等信息化集成技術體系的礦井防治水模式,提升了市場競爭力;新型離層注漿技術應用取得新進展,在門克慶煤礦和潞安夏店煤礦進行三下采煤新型離層注漿技術研究示范,取得較好效果,充分利用煤礦“廢棄物”——煤矸石進行采煤沉陷區生態治理修復工程,減少生態破壞;干熱巖高溫鉆探取得重大突破,在承擔地調局干熱巖勘探項目中,成功完成的貴德干熱巖勘查孔,終孔深度4721米,井底溫度210度以上,是國內鉆探深、溫度高、施工難度大的干熱巖勘查孔,有效提升了水文局在青海干熱巖市場的競爭力和影響力。□

返回新聞
战东风在线客服 飞禽走兽单机游戏下载 nba的胜分差什么意思 怎么赚钱买王者荣耀皮肤 3d今天6码复式 内蒙古体彩11选5app下载 浙江体彩6+1玩法 黑龙江快乐十分中奖 辽宁25选5开奖结果 黑龙江福彩p62中奖结果 双色球中奖规则及奖金 金融领域最赚钱的行业 大乐透历史开奖2007至今 新疆35选7开奖结果79期 2019年手机微信赚钱 幸运飞艇开奖记录皇家 北京快三走势