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地?zé)峁┡?中深層地?zé)衢_發(fā)井下?lián)Q熱技術(shù)可行嗎?|地大熱能_地面換熱

地?zé)衢_發(fā)利用無序問題突出,以及地下水超采嚴(yán)重等問題,地?zé)峁┡?/a>:中深層地?zé)衢_發(fā)井下?lián)Q熱技術(shù)可行嗎?|地大熱能_地面換熱 去年河北省曾一度“一刀切”叫停、依法查處省內(nèi)所有違法開采地?zé)峋?/a>。此舉因涉及面廣,且存在巨大的清潔采暖接續(xù)隱憂,而引發(fā)廣泛討論。河北省在力推地?zé)衢_發(fā)規(guī)范化的同時(shí),還在政策支持層面由傳統(tǒng)的采灌結(jié)合、取熱不耗水(下稱“地面換熱”)開發(fā)模式向井下?lián)Q熱傾斜,在工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)層面也為井下?lián)Q熱“搭好了臺(tái)”,這無疑是為中深層地?zé)衢_發(fā)“開辟了一條新路”。河北中深層地?zé)?/a>井下?lián)Q熱供熱工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》作為目前國內(nèi)出臺(tái)的第一個(gè)井下?lián)Q熱地方技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),先于國標(biāo)出爐,將對(duì)京津冀華北地區(qū)、陜西乃至全國地?zé)衢_發(fā)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

監(jiān)管趨嚴(yán)
“地面換熱”遇冷
近年來,隨著我國北方地區(qū)清潔取暖工作的大規(guī)模推進(jìn),地?zé)崮?/a>作為一種可再生的清潔能源,被視為傳統(tǒng)化石能源的重要替代方式而受到熱捧。相關(guān)材料顯示,我國地?zé)崮?/a>直接利用量已連續(xù)多年穩(wěn)居世界第一位。根據(jù)國家地熱能中心統(tǒng)計(jì),截至2019年底,北方清潔供暖地區(qū)中深層地?zé)崮芄┡?/a>總面積已達(dá)到3.82億平方米。國家能源局于今年4月發(fā)布的《關(guān)于促進(jìn)地?zé)崮荛_發(fā)利用的若干意見(征求意見稿)》更將“大力開發(fā)利用地?zé)崮?/a>”視為我國實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的重要舉措。并提出,到2025年,我國地?zé)崮芄┡娣e要比2020年增加50%;到2035年,在2025年基礎(chǔ)上再翻一番。

目前我國中深層地?zé)崮荛_發(fā)利用技術(shù)主要是以河北雄縣為代表的取熱不耗水、完全同層回灌的換熱技術(shù)為主。然而長期以來,由于地?zé)?/a>開發(fā)存在的“九龍治水”管理漏洞使得地?zé)?/a>無證開采、地?zé)崴?/a>亂排問題難以得到有效治理,從而成為制約行業(yè)有序發(fā)展的最大“絆腳石”,這一問題在河北表現(xiàn)尤為突出。

另覓新途
“井下?lián)Q熱”獲力捧
然而這并不意味著河北地?zé)衢_發(fā)事業(yè)會(huì)因此而陷入絕境。從“50號(hào)文”與河北省剛剛發(fā)布的上述標(biāo)準(zhǔn)透露的信號(hào)看,河北省將轉(zhuǎn)而支持地?zé)衢_發(fā)的另一種模式,即完全不開采地?zé)崃黧w、閉式循環(huán)取熱的“井下?lián)Q熱”技術(shù)。對(duì)此,“50號(hào)文”指出,采用深層地下?lián)Q熱方式開發(fā)利用地?zé)崮?/a>的(只取熱不取水),無需辦理取水許可和采礦許可,同時(shí)可按照國家相關(guān)政策規(guī)定,享受可再生能源稅收和收取采暖費(fèi)等方面的優(yōu)惠政策,鼓勵(lì)各市、縣出臺(tái)具體支持政策。上述標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)無疑是讓中深層地?zé)衢_發(fā)利用多了一項(xiàng)技術(shù)選擇,也為地質(zhì)條件類似的廣大北方地區(qū)地?zé)崮荛_發(fā)提供了技術(shù)參照。這對(duì)地?zé)?/a>開發(fā)項(xiàng)目的審批、施工、后期管理,以及環(huán)保監(jiān)督等都有幫助,并在一定程度上糾正一些錯(cuò)誤概念,有利于地?zé)嵝袠I(yè)規(guī)范化健康發(fā)展。另有受訪專家指出,由于井下?lián)Q熱項(xiàng)目不涉及取水許可與采礦許可辦理,相當(dāng)于簡化了政府的管理流程。尤其是在地下水超采嚴(yán)重的河北省,該模式無疑會(huì)讓監(jiān)管變的更容易。



“一刀切”不可取
地?zé)?/a>開發(fā)因地制宜
井下?lián)Q熱技術(shù),起步于20世紀(jì)90年代的歐洲,2015年左右開始在國內(nèi)得以發(fā)展。作為一項(xiàng)中深層地?zé)崮荛_發(fā)利用技術(shù),通過鉆鑿地?zé)峋?/a>并下入取熱管,注入軟化水在井內(nèi)循環(huán)流動(dòng)提取地層熱量,井壁與地層隔絕,保證地?zé)峋?/a>與地層間只能進(jìn)行熱交換;因該技術(shù)對(duì)地層干擾較少,又被稱為‘中深層地?zé)崮?/a>無干擾供暖技術(shù)。

核心還在于經(jīng)濟(jì)性。由于井下?lián)Q熱是通過熱傳導(dǎo)從地層提取熱量,受傳熱效率的天然限制,其取熱量遠(yuǎn)低于地面換熱技術(shù),主要受控于地下熱儲(chǔ)溫度,且循環(huán)取熱水溫度一般低于30度,后續(xù)供暖需要熱泵提溫,運(yùn)行成本很高。相關(guān)材料顯示,“取熱不取水、同層回灌”地面換熱技術(shù),一對(duì)抽灌井可實(shí)現(xiàn)供暖面積約8.5-24萬平方米。而井下?lián)Q熱技術(shù),垂直單井僅可實(shí)現(xiàn)供暖面積約0.8-1.3萬平方米;U型井只能實(shí)現(xiàn)供暖面積約4-5萬平方米。以河北雄縣為例測算,如果將目前供應(yīng)全縣700萬平方米面積的地?zé)峋?/a>全部由‘地面換熱、同層回灌’模式改為井下?lián)Q熱模式,也只能供應(yīng)約100萬平方米。

地面換熱與井下?lián)Q熱的鉆井成本基本相同,換言之要滿足同樣的供暖面積,井下?lián)Q熱在鉆井方面的成本就達(dá)到井上換熱的7倍。不僅如此,二者相比后續(xù)運(yùn)行成本差距也很顯著。地面換熱供暖建設(shè)投資單位建筑平方米造價(jià)約100-130元,每個(gè)供暖季每平方米電耗約8-12度;而井下?lián)Q熱單位建筑平方米造價(jià)約250-350元,每個(gè)供暖季每平方米電耗約15-30度。對(duì)比之下,井下?lián)Q熱建設(shè)投資和運(yùn)行成本要達(dá)到地面換熱的2—3倍。

從截至目前陜西西咸新區(qū)、河南鄭州的先進(jìn)實(shí)踐看,采用井下?lián)Q熱技術(shù)開發(fā)地?zé)?/a>一定離不開政府補(bǔ)貼,大規(guī)模開展難度還很大。如若現(xiàn)在一味強(qiáng)力推廣這一技術(shù),不僅將為政府財(cái)政帶來巨大壓力,同時(shí)也將為用戶帶來沉重負(fù)擔(dān)。且從長遠(yuǎn)看,其經(jīng)濟(jì)性想要達(dá)到媲美地面換熱技術(shù)的可能性也不大。
“就河北省而言,目前還沒有出臺(tái)井下?lián)Q熱規(guī)?;l(fā)展的配套政策措施。一般來說技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)先行,其次試點(diǎn)推廣,然后再配套政策。目前看來,井下?lián)Q熱技術(shù)尚處于制定標(biāo)準(zhǔn)、開展示范項(xiàng)目的技術(shù)儲(chǔ)備階段。

地?zé)衢_發(fā)利用在技術(shù)選擇上應(yīng)因地制宜,根據(jù)當(dāng)?shù)氐?a href="http://m.622810.cn/t/地質(zhì)條件.html" >地質(zhì)條件、實(shí)際需求來定,至于最后技術(shù)好不好需交由市場來驗(yàn)證。因?yàn)?a href="http://m.622810.cn/t/地質(zhì).html" >地質(zhì)條件是天然存在的,地?zé)衢_發(fā)一定要因地制宜,地面換熱與井下?lián)Q熱模式二者可互為補(bǔ)充,政府主導(dǎo)的“一刀切”并不可取。河北政策力捧的井下?lián)Q熱技術(shù)之舉雖然一定程度上可推動(dòng)該技術(shù)的落地實(shí)踐與快速進(jìn)步,但長遠(yuǎn)看,其或終將只能與地面換熱技術(shù)補(bǔ)充發(fā)展,并不能成為主流的地?zé)衢_發(fā)模式。從這一角度看,地面換熱技術(shù)也只是短期政策遇冷,是其由之前的無序無度邁向科學(xué)規(guī)范化發(fā)展之路遭遇的一個(gè)階段性歷程。

隱憂仍存
警惕“返煤”苗頭
如果鉆井施工監(jiān)管措施不到位,迫于單井供暖效率,部分企業(yè)可能會(huì)為追求井口出熱量,而不規(guī)范操作干擾含水層,此舉亦可能造成對(duì)地下水的破壞。與此同時(shí),對(duì)于那些因種種客觀因素不能夠補(bǔ)齊合法資質(zhì)的地面換熱地?zé)峋?,如果井下?lián)Q熱之路走不通,無疑將陷入清潔采暖接續(xù)困境。井下?lián)Q熱尚缺乏實(shí)際應(yīng)用場景,國際上也無成功經(jīng)驗(yàn)可供借鑒,要解決大規(guī)模應(yīng)用的居民采暖問題,對(duì)很多地方并不現(xiàn)實(shí)。

河北的地?zé)岚l(fā)展已經(jīng)到了一個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),如果完全摒棄傳統(tǒng)開發(fā)模式,全面走向井下?lián)Q熱,那么由于經(jīng)濟(jì)性和應(yīng)用場景受限,可能會(huì)將整個(gè)行業(yè)帶進(jìn)‘死胡同’,大量的政府補(bǔ)貼無疑不可持續(xù)。一條技術(shù)路線是否可行,最終要看市場是否認(rèn)可。就地?zé)衢_發(fā)而言,河北省需要警惕的是,大規(guī)模的井下?lián)Q熱行不通怎么辦?

在河北省個(gè)別地區(qū)地?zé)衢_發(fā)特許經(jīng)營區(qū)內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)了“返煤”的苗頭。有的地方因?yàn)闊o法按規(guī)定為地?zé)峋a(bǔ)齊手續(xù),開始考慮接續(xù)鄰近地區(qū)火電廠熱源,無疑將增加火電廠所在地的燃煤消耗,這又何嘗不是另一種形式的“返煤”。河北的地?zé)衢_發(fā)可謂任重而道遠(yuǎn),既要關(guān)閉不合規(guī)的熱力井,還要兼顧老百姓的民生供暖,現(xiàn)在是夾縫中尋找解決方案
 
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