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地熱供暖
地熱井水供暖未來發(fā)展優(yōu)勢探討
文章來源:地大熱能 發(fā)布作者:地大熱能 發(fā)表時間:2021-11-10 16:44:56瀏覽次數(shù):2251
地熱資源作為一種清潔、環(huán)保的可再生資源在近年來得到了廣泛應(yīng) 用,通過對國內(nèi)外地熱資源開發(fā)實踐觀察發(fā)現(xiàn):地熱資源的綜合開發(fā)利用 具有很高的社會效益、經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。在我國,地熱水被應(yīng)用于洗浴、發(fā)電、供暖、溫室、農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖等各個領(lǐng)域,其中,將地熱井水用于供 暖不但環(huán)保、節(jié)能,在工藝技術(shù)上也相對簡單可行。近年來,地熱井水供 暖在我國天津、北京等地得到逐漸推廣,其供暖效果、環(huán)保效益取得了社 會各界的廣泛認可。 地熱井水供暖的優(yōu)勢分析 地熱井水供暖源于歐美國家,早在二十世紀四十年代已經(jīng)被普遍用于 歐美國,覆蓋了世界寒冷地帶的三分之一區(qū)域。地熱井水供暖于上世紀九 十年代被傳入我國,一經(jīng)采用便憑借環(huán)保、舒適、清潔、節(jié)能等諸多優(yōu)勢 而廣受認可。
學界專家認為:地熱井水供暖是一種合理、科學的室內(nèi)取暖 方式。地熱井水供暖相對于傳統(tǒng)供暖方式具有以下優(yōu)點: 1.1 環(huán)保節(jié)能 與煤炭、石油相比,地熱能源是清潔的、可再生的,深層地下水有著 自身的循環(huán)系統(tǒng),地熱水被抽上來用于供暖后,再循環(huán)到地下,整個水循 環(huán)系統(tǒng)基本上是不消耗水的。從這個角度來看,地熱資源是取之不盡、用 之不竭的。且地熱井水供暖不會對環(huán)境造成污染,大大減少了碳排放量, 充分符合當今社會“低碳環(huán)保、節(jié)能減排”的環(huán)境建設(shè)要求。 傳統(tǒng)供暖多以燃煤、燃油為供熱原料,眾所周知,煤煙污染是我國大 氣污染的重要原因之一,在燃燒過程中所產(chǎn)生和排放的大量塵埃和有害氣 體,是大氣污染的主要構(gòu)成成分。此外,資源節(jié)約型社會建設(shè)背景下,各 行業(yè)均向著“低碳節(jié)能”的方向不斷改進,燃油、燃煤所消耗的均為不可 再生資源,不僅造成了嚴重的污染,也不符合當今社會發(fā)展要求。 1.2 經(jīng)濟高效 雖然地熱井水供暖初期投資較大,但地熱井水供暖系統(tǒng)中所消耗的維 護費用、運行費用相對于傳統(tǒng)集中供暖形式大大減少,長期來看,地熱井 水供暖經(jīng)濟性較強。傳統(tǒng)集中供暖一次性投資量大,而運行過程中燃煤、 燃油耗費的成本巨大,由于石油、煤炭資源供不應(yīng)求,今年來煤炭、石油 價格一直居高不下,可見傳統(tǒng)集中供暖長期運行經(jīng)濟性較差。 1.3 技術(shù)簡單可行 地熱井水供暖通過打地熱井、提取地下熱水并用于供暖系統(tǒng)而實現(xiàn), 整個工藝流程相對簡單可行,對水溫的要求也相對寬松,從 15℃~180℃的 地熱水均可用于供暖,而對于溫度較高的地熱水,可免去加熱直接用于室 內(nèi)供暖,進一步簡化了供暖流程,并減少了供暖過程中的熱能損失,最大 程度發(fā)揮地熱資源效用。另外,隨著國內(nèi)外地熱井水供暖技術(shù)的不斷發(fā)展, 地熱井水工藝技術(shù)不斷成熟和完善起來,在實踐運行過程中體現(xiàn)出良好的 可行性、合理性、科學性。 天津塘沽地區(qū)地熱資源豐富,在地熱資源開發(fā)和地熱供暖領(lǐng)域做出了 率先嘗試,獲得了良好的環(huán)保效益和社會效益。已建成的地熱供熱站不但 分擔了天津城市供暖的重要任務(wù),同時也減少了由于傳統(tǒng)集中供暖燃煤、 燃油而產(chǎn)生的空氣污染物排放量,對天津市的生態(tài)環(huán)境優(yōu)化、空氣質(zhì)量提 升起到了重要的作用。
2.我國地熱資源開發(fā)現(xiàn)狀及地熱供暖發(fā)展前景 在我國資源友好型社會和環(huán)境節(jié)約型社會的建設(shè)背景下,各種“綠色 資源”得到進一步開發(fā)利用,各行業(yè)紛紛對環(huán)保節(jié)能技術(shù)進行研究和實踐, “節(jié)能減排”成為各產(chǎn)業(yè)技術(shù)更新和改進的主流趨勢。地熱資源作為一種 清潔環(huán)保的資源在現(xiàn)階段應(yīng)得到進一步開發(fā)和綜合利用,其中地熱井水供 暖是合理利用地熱資源的重要途徑。現(xiàn)將我國目前地熱資源開發(fā)現(xiàn)狀以及 地熱井水供暖的未來發(fā)展趨勢、發(fā)展對策總結(jié)如下: 2.1 我國地熱資源開發(fā)現(xiàn)狀 我國地熱資源分布廣泛,儲量豐富,據(jù)中國能源研究會地熱專業(yè)委員 會統(tǒng)計我國已查明地熱能總量 92572.45×1015J 相當于 31.6 億噸標煤, 遠景資源量 3964971.32×1015J 相當于 1501.7 億噸標煤。隨著能源短缺 與經(jīng)濟發(fā)展速度加快的矛盾日益凸顯,地熱資源的開發(fā)和利用逐漸得到重 視。 以天津市為例:天津地熱資源的開發(fā)可追溯到上世紀三十年代法國人 在天津市老西開鑿成的第一眼自流熱水井,直到二十世紀,二十世紀七十 年代,天津地區(qū)地熱資源開發(fā)在我國著名地質(zhì)學家李四光的倡導下大規(guī)模 展開,至今天津市已經(jīng)形成了我國地熱資源開發(fā)研究程度最高、地熱資源 開發(fā)利用規(guī)模最大的“地熱城”。形成了王蘭莊、塘沽、武清、大港、山 領(lǐng)子等熱田資源,市區(qū)、塘沽、大港、武清地區(qū)的地熱資源開發(fā)規(guī)模最大。 其中,塘沽作為濱海新區(qū)的核心區(qū),是中國地熱能源綜合利用最大區(qū)域, 現(xiàn)有地熱井 40 余眼,地熱供熱建筑面積約 350 萬㎡。塘沽地區(qū)地熱資源 埋藏總量約為 3.03×1019 焦耳,折合標準煤 8.28 億噸;可利用地熱資源 量為 5.54×1018 焦耳,折合標準煤礦 1.89 億噸。 天津地區(qū)的地熱資源開發(fā)帶來了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益,隨著天 津經(jīng)濟發(fā)展速度的加快,對地熱資源的開發(fā)需求日益增加,豐富的地熱資 源已經(jīng)成為天津經(jīng)濟發(fā)展的重要組成部分。
近年來,隨著對地熱產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,天津市取得了許多關(guān)于地熱資 源開發(fā)利用的科研成果,天津市地熱水得到有效開發(fā),并被用于供暖、洗 浴、種植、養(yǎng)殖、康樂旅游等諸多領(lǐng)域,其中被用于供暖的熱能資源居多。 2.2 地熱井水供暖發(fā)展前景與發(fā)展對策 地熱作為一種清潔能源,在我國北方地區(qū)得到了迅速發(fā)展,地熱供暖 憑借其良好的經(jīng)濟性、舒適性、環(huán)保性而廣受認可,而在我國可持續(xù)發(fā)展 的背景下, 地熱供暖作為一種復合資源節(jié)約型社會和環(huán)境友好型社會建設(shè)要求 的環(huán)保、節(jié)能供暖方式勢必得到進一步的普及和發(fā)展。 就全國地熱供暖技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀來說,仍然存在一些有待于完善的技術(shù) 問題,如尾水排放溫度過高,造成了資源浪費,和環(huán)境污染;結(jié)構(gòu)和腐蝕; 引起地面下沉等。而天津地區(qū)作為我國地熱資源最豐富的地區(qū)之一,在地 熱供暖技術(shù)方面做出了諸多有益的實踐,對這些問題的改善給出了可行的 參考,采取了以下對策:一)重視低溫地熱能的利用。一般高于 45℃的地 球熱能被稱為地熱能,而熱能技術(shù)的應(yīng)用于發(fā)展使地熱能概念得到擴展, 淺層地下水中的熱能也可以通過熱泵加以利用,此外,由于以往地熱供暖 中,尾水溫度高于 40℃,因而進一步加快低溫地熱能利用技術(shù)的發(fā)展,對 尾水溫度進行提取利用,是地熱供暖中提升資源利用率的重要途徑。目前, 在供暖實踐中將尾水作為生活熱水進行重利用,這對于提升地熱資源利用 率,是一種簡便可行而經(jīng)濟型很強的途徑;二)強化對地熱供暖系統(tǒng)的防 腐。地熱供暖管道的腐蝕不但會影響地熱供暖系統(tǒng)的正常工作,也使地熱 供暖系統(tǒng)的維護成本大大增加,因而做好地熱供暖系統(tǒng)防腐十分重要,可 以利用非金屬材料解決腐蝕問題;從開采到利用采用密閉系統(tǒng),防止空氣 (氧)進人系統(tǒng)中;對含 Cl-的地熱水可采用前置換熱器,使用間接供暖方 式。這樣,前置換熱器采用耐腐蝕材料而供暖管道和設(shè)備可采用普通碳鋼; 三)回灌技術(shù)。在地熱資源開發(fā)地區(qū),不同程度地出現(xiàn)了地面沉降與尾水 造成的環(huán)境熱污染問題,目前地熱供暖企業(yè)逐漸開始注重環(huán)境保護和資源 再生,采取回灌對策是解決地面沉降和為水污染的有效途徑,不僅如此, 回灌水經(jīng)地溫加熱,溫度升高,補充熱儲,利于對地熱資源的可持續(xù)開發(fā)。 3.總結(jié)與展望 總之,地熱井水供暖大大提升了供暖的環(huán)保性、清潔性、節(jié)能性、經(jīng) 濟性,帶來十分理想的室內(nèi)供暖效果和良好的環(huán)境效益。近年來我國北方 地區(qū)地熱能開發(fā)與利用產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展,天津地區(qū)作為全國地熱資源最為集 中的地區(qū)之一,在地熱能開發(fā)和地熱資源利用方面做出了諸多有益的實 踐,為全國地熱資源的開發(fā)利用和地熱供暖技術(shù)的發(fā)展提供了寶貴的經(jīng) 驗。地熱供暖憑借其良好的環(huán)保性、舒適性、經(jīng)濟性取得了廣泛認可,在 環(huán)境友好型社會和資源節(jié)約型社會的建設(shè)背景下更是有著廣闊的發(fā)展空 間,與此同時,我國地熱供暖領(lǐng)域應(yīng)不斷改進供暖技術(shù),進一步提升熱能 資源利用率,和提高地熱井水供暖的科學性、經(jīng)濟性。天津地區(qū)地熱供暖 企業(yè)在低溫地熱能的利用、地熱供暖防腐技術(shù)和回灌技術(shù)等方面已經(jīng)做出 了許多嘗試,并取得了可喜的成果,而這幾項技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展也將成為 我國地熱供暖領(lǐng)域今后一段時間的重要趨勢。
學界專家認為:地熱井水供暖是一種合理、科學的室內(nèi)取暖 方式。地熱井水供暖相對于傳統(tǒng)供暖方式具有以下優(yōu)點: 1.1 環(huán)保節(jié)能 與煤炭、石油相比,地熱能源是清潔的、可再生的,深層地下水有著 自身的循環(huán)系統(tǒng),地熱水被抽上來用于供暖后,再循環(huán)到地下,整個水循 環(huán)系統(tǒng)基本上是不消耗水的。從這個角度來看,地熱資源是取之不盡、用 之不竭的。且地熱井水供暖不會對環(huán)境造成污染,大大減少了碳排放量, 充分符合當今社會“低碳環(huán)保、節(jié)能減排”的環(huán)境建設(shè)要求。 傳統(tǒng)供暖多以燃煤、燃油為供熱原料,眾所周知,煤煙污染是我國大 氣污染的重要原因之一,在燃燒過程中所產(chǎn)生和排放的大量塵埃和有害氣 體,是大氣污染的主要構(gòu)成成分。此外,資源節(jié)約型社會建設(shè)背景下,各 行業(yè)均向著“低碳節(jié)能”的方向不斷改進,燃油、燃煤所消耗的均為不可 再生資源,不僅造成了嚴重的污染,也不符合當今社會發(fā)展要求。 1.2 經(jīng)濟高效 雖然地熱井水供暖初期投資較大,但地熱井水供暖系統(tǒng)中所消耗的維 護費用、運行費用相對于傳統(tǒng)集中供暖形式大大減少,長期來看,地熱井 水供暖經(jīng)濟性較強。傳統(tǒng)集中供暖一次性投資量大,而運行過程中燃煤、 燃油耗費的成本巨大,由于石油、煤炭資源供不應(yīng)求,今年來煤炭、石油 價格一直居高不下,可見傳統(tǒng)集中供暖長期運行經(jīng)濟性較差。 1.3 技術(shù)簡單可行 地熱井水供暖通過打地熱井、提取地下熱水并用于供暖系統(tǒng)而實現(xiàn), 整個工藝流程相對簡單可行,對水溫的要求也相對寬松,從 15℃~180℃的 地熱水均可用于供暖,而對于溫度較高的地熱水,可免去加熱直接用于室 內(nèi)供暖,進一步簡化了供暖流程,并減少了供暖過程中的熱能損失,最大 程度發(fā)揮地熱資源效用。另外,隨著國內(nèi)外地熱井水供暖技術(shù)的不斷發(fā)展, 地熱井水工藝技術(shù)不斷成熟和完善起來,在實踐運行過程中體現(xiàn)出良好的 可行性、合理性、科學性。 天津塘沽地區(qū)地熱資源豐富,在地熱資源開發(fā)和地熱供暖領(lǐng)域做出了 率先嘗試,獲得了良好的環(huán)保效益和社會效益。已建成的地熱供熱站不但 分擔了天津城市供暖的重要任務(wù),同時也減少了由于傳統(tǒng)集中供暖燃煤、 燃油而產(chǎn)生的空氣污染物排放量,對天津市的生態(tài)環(huán)境優(yōu)化、空氣質(zhì)量提 升起到了重要的作用。
2.我國地熱資源開發(fā)現(xiàn)狀及地熱供暖發(fā)展前景 在我國資源友好型社會和環(huán)境節(jié)約型社會的建設(shè)背景下,各種“綠色 資源”得到進一步開發(fā)利用,各行業(yè)紛紛對環(huán)保節(jié)能技術(shù)進行研究和實踐, “節(jié)能減排”成為各產(chǎn)業(yè)技術(shù)更新和改進的主流趨勢。地熱資源作為一種 清潔環(huán)保的資源在現(xiàn)階段應(yīng)得到進一步開發(fā)和綜合利用,其中地熱井水供 暖是合理利用地熱資源的重要途徑。現(xiàn)將我國目前地熱資源開發(fā)現(xiàn)狀以及 地熱井水供暖的未來發(fā)展趨勢、發(fā)展對策總結(jié)如下: 2.1 我國地熱資源開發(fā)現(xiàn)狀 我國地熱資源分布廣泛,儲量豐富,據(jù)中國能源研究會地熱專業(yè)委員 會統(tǒng)計我國已查明地熱能總量 92572.45×1015J 相當于 31.6 億噸標煤, 遠景資源量 3964971.32×1015J 相當于 1501.7 億噸標煤。隨著能源短缺 與經(jīng)濟發(fā)展速度加快的矛盾日益凸顯,地熱資源的開發(fā)和利用逐漸得到重 視。 以天津市為例:天津地熱資源的開發(fā)可追溯到上世紀三十年代法國人 在天津市老西開鑿成的第一眼自流熱水井,直到二十世紀,二十世紀七十 年代,天津地區(qū)地熱資源開發(fā)在我國著名地質(zhì)學家李四光的倡導下大規(guī)模 展開,至今天津市已經(jīng)形成了我國地熱資源開發(fā)研究程度最高、地熱資源 開發(fā)利用規(guī)模最大的“地熱城”。形成了王蘭莊、塘沽、武清、大港、山 領(lǐng)子等熱田資源,市區(qū)、塘沽、大港、武清地區(qū)的地熱資源開發(fā)規(guī)模最大。 其中,塘沽作為濱海新區(qū)的核心區(qū),是中國地熱能源綜合利用最大區(qū)域, 現(xiàn)有地熱井 40 余眼,地熱供熱建筑面積約 350 萬㎡。塘沽地區(qū)地熱資源 埋藏總量約為 3.03×1019 焦耳,折合標準煤 8.28 億噸;可利用地熱資源 量為 5.54×1018 焦耳,折合標準煤礦 1.89 億噸。 天津地區(qū)的地熱資源開發(fā)帶來了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益,隨著天 津經(jīng)濟發(fā)展速度的加快,對地熱資源的開發(fā)需求日益增加,豐富的地熱資 源已經(jīng)成為天津經(jīng)濟發(fā)展的重要組成部分。
近年來,隨著對地熱產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,天津市取得了許多關(guān)于地熱資 源開發(fā)利用的科研成果,天津市地熱水得到有效開發(fā),并被用于供暖、洗 浴、種植、養(yǎng)殖、康樂旅游等諸多領(lǐng)域,其中被用于供暖的熱能資源居多。 2.2 地熱井水供暖發(fā)展前景與發(fā)展對策 地熱作為一種清潔能源,在我國北方地區(qū)得到了迅速發(fā)展,地熱供暖 憑借其良好的經(jīng)濟性、舒適性、環(huán)保性而廣受認可,而在我國可持續(xù)發(fā)展 的背景下, 地熱供暖作為一種復合資源節(jié)約型社會和環(huán)境友好型社會建設(shè)要求 的環(huán)保、節(jié)能供暖方式勢必得到進一步的普及和發(fā)展。 就全國地熱供暖技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀來說,仍然存在一些有待于完善的技術(shù) 問題,如尾水排放溫度過高,造成了資源浪費,和環(huán)境污染;結(jié)構(gòu)和腐蝕; 引起地面下沉等。而天津地區(qū)作為我國地熱資源最豐富的地區(qū)之一,在地 熱供暖技術(shù)方面做出了諸多有益的實踐,對這些問題的改善給出了可行的 參考,采取了以下對策:一)重視低溫地熱能的利用。一般高于 45℃的地 球熱能被稱為地熱能,而熱能技術(shù)的應(yīng)用于發(fā)展使地熱能概念得到擴展, 淺層地下水中的熱能也可以通過熱泵加以利用,此外,由于以往地熱供暖 中,尾水溫度高于 40℃,因而進一步加快低溫地熱能利用技術(shù)的發(fā)展,對 尾水溫度進行提取利用,是地熱供暖中提升資源利用率的重要途徑。目前, 在供暖實踐中將尾水作為生活熱水進行重利用,這對于提升地熱資源利用 率,是一種簡便可行而經(jīng)濟型很強的途徑;二)強化對地熱供暖系統(tǒng)的防 腐。地熱供暖管道的腐蝕不但會影響地熱供暖系統(tǒng)的正常工作,也使地熱 供暖系統(tǒng)的維護成本大大增加,因而做好地熱供暖系統(tǒng)防腐十分重要,可 以利用非金屬材料解決腐蝕問題;從開采到利用采用密閉系統(tǒng),防止空氣 (氧)進人系統(tǒng)中;對含 Cl-的地熱水可采用前置換熱器,使用間接供暖方 式。這樣,前置換熱器采用耐腐蝕材料而供暖管道和設(shè)備可采用普通碳鋼; 三)回灌技術(shù)。在地熱資源開發(fā)地區(qū),不同程度地出現(xiàn)了地面沉降與尾水 造成的環(huán)境熱污染問題,目前地熱供暖企業(yè)逐漸開始注重環(huán)境保護和資源 再生,采取回灌對策是解決地面沉降和為水污染的有效途徑,不僅如此, 回灌水經(jīng)地溫加熱,溫度升高,補充熱儲,利于對地熱資源的可持續(xù)開發(fā)。 3.總結(jié)與展望 總之,地熱井水供暖大大提升了供暖的環(huán)保性、清潔性、節(jié)能性、經(jīng) 濟性,帶來十分理想的室內(nèi)供暖效果和良好的環(huán)境效益。近年來我國北方 地區(qū)地熱能開發(fā)與利用產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展,天津地區(qū)作為全國地熱資源最為集 中的地區(qū)之一,在地熱能開發(fā)和地熱資源利用方面做出了諸多有益的實 踐,為全國地熱資源的開發(fā)利用和地熱供暖技術(shù)的發(fā)展提供了寶貴的經(jīng) 驗。地熱供暖憑借其良好的環(huán)保性、舒適性、經(jīng)濟性取得了廣泛認可,在 環(huán)境友好型社會和資源節(jié)約型社會的建設(shè)背景下更是有著廣闊的發(fā)展空 間,與此同時,我國地熱供暖領(lǐng)域應(yīng)不斷改進供暖技術(shù),進一步提升熱能 資源利用率,和提高地熱井水供暖的科學性、經(jīng)濟性。天津地區(qū)地熱供暖 企業(yè)在低溫地熱能的利用、地熱供暖防腐技術(shù)和回灌技術(shù)等方面已經(jīng)做出 了許多嘗試,并取得了可喜的成果,而這幾項技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展也將成為 我國地熱供暖領(lǐng)域今后一段時間的重要趨勢。