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地熱供暖

    霧霾加重,化石能源的枯竭,使清潔可再生能源的應用出現(xiàn)了一個新的高潮。黨的十八大報告中已將生態(tài)環(huán)境建設納入五位一體的國家戰(zhàn)略層面。地熱一個非常重要的清潔能源,卻一度被忽視。地熱能分為淺熱(地源熱泵)、水 熱和干熱(干熱巖)3種主要類型。中國是地熱資源最豐富的國家,中國地熱資源占世界的六分之一,但是目前開發(fā)利用程地熱資源度較低,開發(fā)潛力巨大,發(fā)展地熱刻不容緩。而利用地熱資源進行供暖,是對地熱資源最直接的利用方式。利用地熱采暖,供熱,不僅能優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結構并且能大量減少有害物質(zhì)的排放,減輕霧霾污染有著非常重要的作用 。
    1、我國水熱型地熱供暖現(xiàn)狀
    水熱型地熱供暖是指利用開采井抽取地下熱水,通過換熱站,將熱量傳遞給供熱管網(wǎng)循環(huán)水,輸送至用戶。我國開發(fā)利用水熱型地熱供暖已有上千年的歷史,改革開放以后尤其是近年來,水熱型地熱供暖的開發(fā)利用在規(guī)模、深度和廣度上都有很大發(fā)展,目前我國水熱型地熱采暖的利用總量已位居世界首位。天津和咸陽是利用水熱型地熱進行供暖的典型城市。目前,天津是我國利用地熱供暖規(guī)模最大的城市,全市140個地熱站,天津每年地熱水開采量為2600萬噸、地熱供暖面積達到1200萬平方米,約占全市集中供暖總面積的10%,占全國地熱供暖總面積的50%[4]。咸陽市孔隙熱儲處于陜西關中斷陷型沉積盆地北部,開采1600-4000米深度新近系藍田灞河組地下熱水,曾被命名為全國首家“中國地熱城” 及“國家級地熱資源開發(fā)利用示范區(qū)”。截至目前, 已開鑿深層孔隙型地熱井45眼,地熱水年開采量 400萬立方米,地熱供暖面積達到260萬平方米。 在技術層面上我們從最直接的簡單利用,設備陳舊,腐蝕嚴重,到如今的梯級利用配套專用設備,完善的回灌系統(tǒng),先進的測試手段,網(wǎng)絡化自動管理信息系統(tǒng),以及資源保證和評價體系的建立,使得我國在地熱資源開發(fā)利用水平在不斷的與世界
水平靠近。  
    2、水熱型地熱供暖的優(yōu)勢
    ①、水熱型地熱供暖供熱量穩(wěn)定,供熱面積大,單   井供暖面積在20萬平米左右。
    ②、初始費用與運營費用要遠低于集中供暖和燃氣鍋爐供暖。其初始投資在100元/m2,運營成本在12元/m2。 ③環(huán)境效益巨大,尤其是在污染嚴重的今天,利用地熱供暖可以有效地減少CO2的排放,降低霧霾    污染,以咸陽為例咸陽每年減少煤燃燒30萬噸,減少排放廢氣18000噸。
    3、我國水熱型地熱供暖的問題及解決方法
    由于地熱水的過量開采,造成地下熱水水位、水溫、水壓下降甚至部分開采井變成干井。地 熱水利用不充分,例如咸陽部分地熱井的尾水排放溫度在60℃以上不僅造成了資源的巨大浪費,同時會造成環(huán)境污染。地熱水開發(fā)利用規(guī)范較少,部分地區(qū)盲目打井,破壞了地下熱水賦存環(huán)境,嚴重干擾地下熱水的自然更新。 解決這些問題的關鍵措施就是進行地熱尾水回灌,地熱尾水回灌不僅能夠避免地熱尾水排放污染,還能夠提高地下熱水水位,實現(xiàn)地下熱水可持續(xù)開采,形成地下熱水開發(fā)的良性循環(huán)。中國目前的地熱尾水回灌可分為兩種,一種為基巖裂隙型熱儲回灌,包括灰?guī)r和白云巖;另一種為孔隙型砂巖熱儲,主要為新近紀和古近紀。基巖裂隙型熱儲地熱尾水回灌效果普遍較好,以天津為例其主要開采層層舞迷山組地熱回灌率為33.4%,而奧陶系熱儲層由于有異層采灌致使年度回灌量大于開采量,2006年至2008年的回灌率分別為122.5%,147.9%,138.8%,在回灌井附近熱儲層水位埋深明顯高于其他區(qū)域,且水位年降幅呈逐年減小之勢。較之基巖裂隙型地熱尾水回灌,孔隙型砂巖地下熱水的回灌面臨地壓增大、堵塞嚴重、回灌率低的重重困難。2014年咸陽在WH2砂巖回灌井的回灌研究中取得了重大突破;毓鄽v時127天自然回灌量達到100m3/h,最大瞬時回灌量為148m3/h,回灌率達100%,總回灌量達到10萬立方米,在應對物理,化學,微生物等堵塞方面方面咸陽取得了豐碩的成果,為以后大面積推廣積累了成功的經(jīng)驗。
    4、水熱型地熱供暖的前景分析 
    我國中低溫水熱型地熱資源豐富,并廣泛的的分布在中,新生代沉積盆地中。據(jù)統(tǒng)計,我國的沉積盆地面積巨大,中、新生代沉積盆地總面積達417×104Km2,占我國陸地面積的42%(張振國2009)分布范圍遍及各省、市、自治區(qū),可見利用水熱型地熱供暖在我國有巨大的發(fā)展空間。但是深層孔隙型砂巖回灌堵塞問題一直是阻礙地熱流體開發(fā)的瓶頸問題。應大力加強沉積盆地深層孔隙型砂巖回灌技術研究,將深層孔隙型砂巖從點的成功到面的成功突破,進而在全國推廣。


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